WO2014157506A1

WO2014157506A1 - ミキサ車

Info

Publication number: WO2014157506A1
Application number: PCT/JP2014/058830
Authority: WO
Inventors: 良光高橋
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-10-02
Also published as: JP2014196094A; US20160250774A1; NZ711795A; CN105189203B; AU2014245112A1; JP6097621B2; CN105189203A; DE112014001730T5; US9873209B2; AU2014245112B2

Abstract

　車両に搭載され生コンクリートを積載可能なミキサドラムを備えるミキサ車は、前記ミキサドラムを回転駆動する駆動装置と、前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されているか否かを検出する積載状態検出器と、を備え、前記ミキサドラムは、前記車両が停止状態であり、かつ前記積載状態検出器が前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されていないことを検出した場合に、前記駆動装置による回転が停止可能であるミキサ車。

Description

ミキサ車

　本発明は、ミキサ車に関するものである。

　従来から、モルタルやレディミクストコンクリート等のいわゆる生コンクリートを積載可能なミキサドラムを備えるミキサ車が用いられている。

　ＪＰ２００７－２７８４３０Ａには、車両のエンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された作動油によって作動してミキサドラムを回転駆動する油圧モータとを備えるミキサ車のミキサドラム駆動装置が開示されている。このミキサ車では、車両のエンジンが停止された場合にミキサドラムを回転駆動可能な電動モータが設けられる。

　しかしながら、ＪＰ２００７－２７８４３０Ａに記載のミキサ車は、車両のエンジンが運転されている場合にはエンジンによってミキサドラムを回転駆動し、エンジンが停止している場合には電動モータによってミキサドラムを回転駆動するものである。よって、ミキサドラムが常に回転状態であるため、エネルギの消費量が多かった。

　本発明は、ミキサドラムの回転駆動に用いられるエネルギを抑制することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、車両に搭載され生コンクリートを積載可能なミキサドラムを備えるミキサ車は、前記ミキサドラムを回転駆動する駆動装置と、前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されているか否かを検出する積載状態検出器と、を備え、前記ミキサドラムは、前記車両が停止状態であり、かつ前記積載状態検出器が前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されていないことを検出した場合に、前記駆動装置による回転が停止可能である。

図１は、本発明の実施の形態に係るミキサ車の平面図である。図２は、本発明の第一の実施の形態に係るミキサ車の駆動装置の構成図である。図３は、本発明の第一の実施の形態に係るミキサ車におけるミキサドラムの回転停止処理のフローチャートである。図４は、本発明の第二の実施の形態に係るミキサ車の駆動装置の構成図である。図５は、本発明の第二の実施の形態に係るミキサ車におけるミキサドラムの回転停止処理のフローチャートである。

　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

　（第一の実施の形態）
　以下、図１から図３を参照して、本発明の第一の実施の形態に係るミキサ車１００について説明する。

　まず、図１を参照して、ミキサ車１００の全体構成について説明する。

　ミキサ車１００は、車両１の走行用のエンジン３と、車両１に搭載され生コンクリートを積載可能なミキサドラム２と、ミキサドラム２を回転駆動する駆動装置４（図２参照）とを備える。ミキサ車１００は、ミキサドラム２内に積載された生コンクリートを運搬するものである。

　ミキサドラム２は、車両１に回転可能に搭載される有底円筒形の容器である。ミキサドラム２は、回転軸が車両１の前後方向を向くように搭載される。ミキサドラム２は、車両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、開口部から生コンクリートの投入と排出とが可能である。

　ミキサドラム２は、駆動装置４の出力軸が連結される前部と、後部の左右との三点で車両１上に支持される。ミキサドラム２の後部は、ローラ（図示省略）によって回転自在に支持される。

　ミキサドラム２は、エンジン３を動力源として回転駆動される。ミキサドラム２は、車両１が停止状態であり、かつミキサドラム２に生コンクリートが積載されていない場合に、駆動装置４による回転が停止可能である。

　次に、図２を参照して、駆動装置４について説明する。

　駆動装置４は、エンジン３の回転によって駆動され、作動流体の流体圧によってミキサドラム２を回転駆動するものである。エンジン３におけるクランクシャフトの回転運動は、エンジン３から動力を常時取り出すための動力取り出し機構９（ＰＴＯ：Ｐｏｗｅｒ　ｔａｋｅ－ｏｆｆ）によって駆動装置４に伝達される。

　駆動装置４では、作動流体として作動油が用いられる。作動油に代えて、他の非圧縮性流体を作動流体として用いてもよい。駆動装置４は、エンジン３によって駆動される流体圧ポンプとしての油圧ポンプ５と、油圧ポンプ５から吐出された作動油によって作動してミキサドラム２を回転駆動する流体圧モータとしての油圧モータ６と、油圧モータ６の回転方向を切り換える切換弁８とを備える。駆動装置４は、ミキサドラム２を正逆転及び増減速させることが可能である。

　油圧ポンプ５は、動力取り出し機構９を介してエンジン３から常時取り出される動力によって回転駆動される。油圧ポンプ５は、容量が可変な斜板型アキシャルピストンポンプである。油圧ポンプ５は、斜板の傾転角を調整するためのパイロット弁（図示省略）を備える。油圧ポンプ５は、パイロット弁によって吐出容量が調整される。

　油圧ポンプ５から吐出された作動油は油圧モータ６に供給され、油圧モータ６が回転する。油圧モータ６には、減速機７を介してミキサドラム２が連結される。これにより、ミキサドラム２は、油圧モータ６の回転に伴って回転駆動される。

　油圧ポンプ５には、吐出される作動油の圧力を検出する流体圧検出器としての圧力センサ５ａが設けられる。油圧ポンプ５に圧力センサ５ａを設ける代わりに、油圧モータ６に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサを設けてもよい。

　油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力は、ミキサドラム２に積載された生コンクリートの重量によって変化する。よって、圧力センサ５ａが検出する作動油の圧力に基づいて、ミキサドラム２に生コンクリートが積載されているか否かを検出可能である。この圧力センサ５ａが積載状態検出器に該当する。

　図２に示すように、圧力センサ５ａは、検出した作動油の圧力に応じて、エンジン３を制御するエンジン制御部３ａに電気信号を出力する。

　油圧モータ６は、容量が固定の斜板型アキシャルピストンモータである。油圧モータ６は、油圧ポンプ５から吐出された作動油の供給を受けて回転駆動される。油圧モータ６は、切換弁８が切り換えられることによって正逆転が可能である。なお、本実施形態では、油圧モータ６は、その容量が固定である斜板型アキシャルピストンモータとして説明したが、これに限定されず、油圧モータ６はその容量が可変である斜板型アキシャルピストンモータであっても構わない。

　切換弁８は、油圧ポンプ５が吐出した作動油をミキサドラム２を正転回転させるように油圧モータ６に導く正転位置８ａと、油圧ポンプ５が吐出した作動油をミキサドラム２を逆転回転させるように油圧モータ６に導く逆転位置８ｂと、油圧ポンプ５と油圧モータ６との間の作動油の流れを遮断する遮断位置８ｃとを備える。切換弁８は、作業者の操作に基づいて切り換えられる。

　駆動装置４によってミキサドラム２が正転回転される場合には、ミキサドラム２内の生コンクリートが攪拌される。一方、駆動装置４によってミキサドラム２が逆転回転される場合には、ミキサドラム２内の生コンクリートが後端の開口部から外部へと排出される。

　次に、図３を参照して、ミキサ車１００におけるミキサドラム２の回転停止処理について説明する。このルーチンは、エンジン制御部３ａにて、例えば１０ミリ秒ごとの一定時間隔で繰り返し実行される。

　ミキサ車１００では、ミキサドラム２の回転停止は、エンジン３のアイドリング運転を停止すること（以下、「アイドリングストップ」と称する。）によって実行される。よって、以下で説明する処理は、ミキサ車１００におけるアイドリングストップ処理である。

　ステップ１０１では、車両１が停止状態か否かを判定する。つまり、ステップ１０１では、車両１の速度が０か否かを判定する。この判定には、例えば、車両１の車軸の回転に応じて出力されるパルス信号が用いられる。

　ステップ１０１にて、車両１が停止状態であると判定された場合には、ステップ１０２へ移行する。一方、ステップ１０１にて、車両１が停止状態でない、即ち、車両１が走行状態であると判定された場合には、リターンして処理を抜ける。

　ステップ１０２では、圧力センサ５ａによって油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力を検出する。

　ステップ１０３では、ミキサドラム２が空荷の状態か否かを判定する。上述したように、油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力は、ミキサドラム２に積載された生コンクリートの重量によって変化する。そこで、ステップ１０３では、ステップ１０２にて検出された作動油の圧力が予め設定された所定の大きさ以上であるか否かを判定する。

　ステップ１０３にて、ミキサドラム２が空荷の状態であると判定された場合には、ステップ１０４へ移行する。一方、ステップ１０３にて、ミキサドラム２が空荷の状態でない、即ち、ミキサドラム２に生コンクリートが積載されていると判定された場合には、リターンして処理を抜ける。

　ステップ１０４では、車両１にてエンジン３のアイドリングストップ処理を実行するための他の条件が充足されているか否かを判定する。他の条件は、例えば、バッテリ（図示省略）のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅ：充電状態）が充分であること、エアコンの使用による負荷が比較的小さいこと、エンジン３の冷却水温度が適正温度範囲に達していること、などである。

　ステップ１０４にて、アイドリングストップ処理を実行するための他の条件を充足していると判定された場合には、ステップ１０５へ移行する。一方、ステップ１０４にて、アイドリングストップ処理を実行するための他の条件を充足していないと判定された場合には、リターンして処理を抜ける。

　ステップ１０５では、アイドリングストップ処理を実行する。具体的には、ステップ１０５では、エンジン制御部３ａがエンジン３の運転を停止する。ステップ１０５にてアイドリングストップ処理が実行された後、リターンして処理を抜ける。

　以上のように、エンジン３は、車両１が停止状態であり、かつ圧力センサ５ａがミキサドラム２に生コンクリートが積載されていないことを検出した場合に、アイドリングストップする。エンジン３がアイドリングストップすると、駆動装置４の油圧ポンプ５も停止するため、油圧モータ６に作動油が供給されなくなる。よって、ミキサドラム２は、エンジン３がアイドリングストップすることによって回転が停止する。したがって、ミキサドラム２が常に駆動状態である場合と比較して、ミキサドラム２の回転駆動に用いられるエネルギを抑制することができる。

　また、ミキサ車１００では、ミキサドラム２に生コンクリートが積載されている状態では、エンジン３はアイドリングストップせず、ミキサドラム２の回転は停止しない。そのため、ミキサドラム２に積載された生コンクリートの撹拌が停止されることはない。

　ここで、ミキサ車１００では、路面の凹凸などによって車両１が振動すると、ミキサドラム２にも振動が伝達される。このとき、ミキサドラム２は上下に移動しようとするため、ミキサドラム２の後部を支持するローラとの間に大きな力がかかる。

　これに対して、ミキサ車１００では、ミキサドラム２に生コンクリートが積載されていない状態であっても、車両１が走行状態である場合には、ミキサドラム２の回転は停止しない。よって、路面の凹凸に起因する振動がミキサドラム２に伝達されても、ミキサドラム２にかかる力は全周に分散する。よって、ローラとの間にかかる力がミキサドラム２の特定の箇所のみに集中することが防止される。

　以上の第一の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　ミキサ車１００では、車両１が停止状態であり、かつミキサドラム２に生コンクリートが積載されてない場合には、エンジン３がアイドリングストップすることによってミキサドラム２の回転が停止可能である。したがって、ミキサドラム２が常に回転状態である場合と比較して、ミキサドラム２の回転駆動に用いられるエネルギを抑制することができる。

　（第二の実施の形態）
　以下、図４及び図５を参照して、本発明の第二の実施の形態に係るミキサ車２００について説明する。なお、第二の実施の形態では、上述した第一の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

　第二の実施の形態は、エンジン３によって駆動される油圧ポンプ５だけでなく、電動機１１によって駆動される補助油圧ポンプ１２によってもミキサドラム２を回転駆動可能な点で、上述した第一の実施の形態とは相違する。

　ミキサ車２００は、車両１の走行用のエンジン３と、車両１に搭載され生コンクリートを積載可能なミキサドラム２と、ミキサドラム２を回転駆動する駆動装置２０４とを備える。駆動装置２０４は、エンジン３の回転又は電動機１１の回転によって駆動され、作動油の油圧によってミキサドラム２を回転駆動するものである。

　駆動装置２０４は、エンジン３によって駆動される油圧ポンプ５と、油圧ポンプ５から吐出された作動油によって作動してミキサドラム２を回転駆動する油圧モータ６と、油圧モータ６の回転方向を切り換える切換弁８とを備える。

　また、駆動装置２０４は、電力によって回転する電動機１１と、電動機１１の回転によって駆動されて作動油を吐出し、油圧モータ６を作動させる補助流体圧ポンプとしての補助油圧ポンプ１２と、補助油圧ポンプ１２から吐出された作動油を油圧モータ６に供給するか否かを切り換える切換弁１３と、作動油が溜められるタンク１４と、電動機１１に電力を供給するバッテリ１５と、電動機１１の駆動状態を切り換えるスイッチ１６と、スイッチ１６の切換制御を実行する制御部１７とを備える。

　電動機１１は、バッテリ１５に溜められた電力を用いて一方向のみに回転する。電動機１１の出力軸は、補助油圧ポンプ１２の回転軸に連結される。エンジン３は、第一の実施の形態に係るミキサ車１００と同様に、車両１が走行状態である場合に油圧ポンプ５を駆動する。これに対して、電動機１１は、車両１が停止状態であり、かつエンジン３がアイドリングストップした場合に、補助油圧ポンプ１２を駆動可能である。

　補助油圧ポンプ１２は、タンク１４に溜められた作動油を吸い込んで油圧モータ６に向けて吐出する。補助油圧ポンプ１２は、吐出した作動油によって、油圧モータ６を正転回転させることができる。

　電動機１１及び補助油圧ポンプ１２は、エンジン３がアイドリングストップしている場合に、ミキサドラム２に積載された生コンクリートの撹拌が停止しないようにミキサドラム２を回転駆動するものである。よって、電動機１１及び補助油圧ポンプ１２は、ミキサドラム２を逆転回転させる必要がないため、一方向にのみ回転する。

　切換弁１３は、補助油圧ポンプ１２が吐出した作動油をミキサドラム２を正転回転させるように油圧モータ６に導く正転位置１３ａと、補助油圧ポンプ１２が吐出した作動油を油圧モータ６に供給せずにタンク１４に還流する還流位置１３ｂとを備える。切換弁１３は、制御部１７によって切り換え制御される電磁式切換弁である。

　スイッチ１６は、電動機１１とバッテリ１５とを直列に接続可能である。スイッチ１６が接続されると、電動機１１とバッテリ１５とが直列に接続され、電動機１１が回転する。一方、スイッチ１６が開放されると、電動機１１とバッテリ１５との接続が解除され、電動機１１の回転は停止する。

　制御部１７は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。

　制御部１７は、スイッチ１６の接続と開放とを切り換える。また、制御部１７は、図示しないが、切換弁１３と切換弁８とを切り換え可能である。ミキサ車２００では、切換弁１３だけでなく切換弁８も電磁式切換弁である。

　次に、図５を参照して、ミキサ車２００におけるミキサドラム２の回転停止処理について説明する。このルーチンは、エンジン制御部３ａ及び制御部１７にて、例えば１０ミリ秒ごとの一定時間隔で繰り返し実行される。

　ステップ２０１では、車両１が停止状態か否かを判定する。ステップ２０１にて、車両１が停止状態であると判定された場合には、ステップ２０２へ移行する。一方、ステップ２０１にて、車両１が停止状態でない、即ち、車両１が走行状態であると判定された場合には、リターンして処理を抜ける。

　ステップ２０２では、車両１にてエンジン３のアイドリングストップ処理を実行するための他の条件が充足されているか否かを判定する。ステップ２０２にて、アイドリングストップ処理を実行するための他の条件を充足していると判定された場合には、ステップ２０３へ移行する。一方、ステップ２０２にて、アイドリングストップ処理を実行するための他の条件を充足していないと判定された場合には、リターンして処理を抜ける。

　ステップ２０３では、アイドリングストップ処理を実行する。具体的には、ステップ２０３では、エンジン制御部３ａがエンジン３の運転を停止する。ステップ２０３にてアイドリングストップ処理が実行された後、ステップ２０４へ移行する。

　ステップ２０４では、圧力センサ５ａによって油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力を検出する。

　ステップ２０５では、ミキサドラム２が空荷の状態か否かを判定する。ステップ２０５にて、ミキサドラム２が空荷の状態でない、即ち、ミキサドラム２に生コンクリートが積載されていると判定された場合には、ステップ２０６へ移行する。一方、ステップ２０５にて、ミキサドラム２が空荷の状態であると判定された場合には、リターンして処理を抜ける。

　ステップ２０６では、電動機１１を作動させる。これにより、補助油圧ポンプ１２が駆動されて作動油を吐出する。このとき、制御部１７は、切換弁１３を正転位置１３ａに切り換えるとともに、切換弁８を遮断位置８ｃに切り換える。よって、補助油圧ポンプ１２から吐出された作動油が油圧モータ６に供給されるため、ミキサドラム２は正転回転することとなる。

　以上のように、エンジン３は、車両１が停止状態である場合に、アイドリングストップする。エンジン３がアイドリングストップすると、駆動装置４の油圧ポンプ５も停止する。しかしながら、エンジン３がアイドリングストップしても、圧力センサ５ａがミキサドラム２に生コンクリートが積載されていることを検出した場合には、電動機１１が作動する。よって、電動機１１によって補助油圧ポンプ１２が駆動され、補助油圧ポンプ１２から吐出された作動油が油圧モータ６に供給される。したがって、ミキサドラム２は正転方向に回転し続けることができる。

　これに対して、車両１が停止状態であり、かつ圧力センサ５ａがミキサドラム２に生コンクリートが積載されていないことを検出した場合には、エンジン３がアイドリングストップ可能となるとともに、電動機１１は停止する。つまり、エンジン３がアイドリングストップし、圧力センサ５ａがミキサドラム２に生コンクリートが積載されていないことを検出した場合には、電動機１１は作動しない。よって、ミキサドラム２は、回転を停止する。したがって、ミキサドラム２が常に駆動状態である場合と比較して、ミキサドラム２の回転駆動に用いられるエネルギを抑制することができる。

　以上の第二の実施の形態によっても同様に、車両１が停止状態であり、かつミキサドラム２に生コンクリートが積載されてない場合には、エンジン３がアイドリングストップし電動機１１が停止することによってミキサドラム２の回転が停止可能である。したがって、ミキサドラム２が常に回転状態である場合と比較して、ミキサドラム２の回転駆動に用いられるエネルギを抑制することができる。

　また、ミキサ車２００では、ミキサドラム２に生コンクリートが積載されている状態では、エンジン３がアイドリングストップしても、電動機１１が作動する。よって、電動機１１によって補助油圧ポンプ１２が駆動され、補助油圧ポンプ１２から吐出された作動油が油圧モータ６に供給されるため、ミキサドラム２の回転は停止しない。そのため、ミキサドラム２に積載された生コンクリートの撹拌が停止されることはない。

　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。

　例えば、上述したミキサドラム２の回転停止処理を、駆動装置４の動作を電子制御する制御装置を備える電子制御ミキサ車に適用してもよい。この場合、制御装置は、車両１が停止状態であり、かつミキサドラム２に生コンクリートが積載されていない場合に、アイドリングストップを許容する信号をエンジン制御部３ａに送信する。エンジン制御部３ａは、制御装置からの信号を受けて、アイドリングストップ処理を実行するための他の条件を充足している場合に、エンジン３をアイドリングストップさせることができる。

　また、上述した実施の形態では、エンジン制御部３ａや制御部１７によってミキサドラム２の回転停止制御を実行している。これに代えて、ミキサドラム２の回転停止制御を実行する制御部を別途設けてもよい。

　また、上述した実施の形態では、積載状態検出器として油圧ポンプ５の吐出圧を検出する圧力センサ５ａが用いられている。これに代えて、ミキサドラム２の重量を検出する重量検出器を設け、積載状態検出器として用いてもよい。重量検出器としては、例えば、ミキサドラム２を支持する三点の少なくともいずれか一箇所に設けられるロードセル等のセンサが用いられる。

　本願は２０１３年３月２９日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－０７３５３４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　車両に搭載され生コンクリートを積載可能なミキサドラムを備えるミキサ車であって、
　前記ミキサドラムを回転駆動する駆動装置と、
　前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されているか否かを検出する積載状態検出器と、を備え、
　前記ミキサドラムは、前記車両が停止状態であり、かつ前記積載状態検出器が前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されていないことを検出した場合に、前記駆動装置による回転が停止可能であるミキサ車。
　請求項１に記載のミキサ車であって、
　前記駆動装置は、
　前記車両の走行用のエンジンによって駆動される流体圧ポンプと、
　前記流体圧ポンプから吐出された作動流体によって作動して前記ミキサドラムを回転駆動する流体圧モータと、を備え、
　前記積載状態検出器は、前記流体圧ポンプ又は前記流体圧モータの流体圧を検出する流体圧検出器であるミキサ車。
　請求項２に記載のミキサ車であって、
　前記ミキサドラムは、前記エンジンがアイドリング運転を停止することによって回転が停止するミキサ車。
　請求項２に記載のミキサ車であって、
　前記駆動装置は、
　電力によって回転する電動機と、
　前記電動機の回転によって駆動されて作動流体を吐出し、前記流体圧モータを作動させる補助流体圧ポンプと、を更に備え、
　前記エンジンは、前記車両が走行状態である場合に前記流体圧ポンプを駆動し、
　前記電動機は、前記車両が停止状態であり、かつ前記エンジンがアイドリング運転を停止した場合に、前記補助流体圧ポンプを駆動可能であるミキサ車。
　請求項４に記載のミキサ車であって、
　前記車両が停止状態であり、かつ前記積載状態検出器が前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されていないことを検出した場合には、前記エンジンがアイドリング運転を停止可能となるとともに、前記電動機が停止するミキサ車。
　請求項２に記載のミキサ車であって、
　前記駆動装置の動作を制御する制御装置を更に備え、
　前記制御装置は、前記車両が停止状態であり、かつ前記積載状態検出器が前記ミキサドラムに生コンクリートが積載されていないことを検出した場合に、前記エンジンのアイドリング運転の停止を許容する信号を前記エンジンを制御するエンジン制御部に送信するミキサ車。