ドラム回転装置
【課題】省エネルギで、且つ、エンジン騒音の発生を抑制することが可能なドラム回転装置を提供することである。
【解決手段】ミキサ車のドラムＤを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータＭと、油圧モータＭに圧油を供給する油圧ポンプＰと、油圧モータＭの傾転角を変更する変更機構Ｔと、エンジン回転速度を調節する調節レバーＬとを備えたドラム回転装置１において、変更機構Ｔは、信号線３０を介して信号源Ｂａｔからの信号が入力されると油圧モータＭの容量を小さくするように設定され、信号線３０の途中に、調節レバーＬがエンジン回転速度を低中速度域に調節する範囲内にある場合に閉じるように設定される第一スイッチ３１と、油圧ポンプＰの吐出圧力が所定の閾値より高いと閉じるように設定される第二スイッチ３２とを備えた。
【解決手段】ミキサ車のドラムＤを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータＭと、油圧モータＭに圧油を供給する油圧ポンプＰと、油圧モータＭの傾転角を変更する変更機構Ｔと、エンジン回転速度を調節する調節レバーＬとを備えたドラム回転装置１において、変更機構Ｔは、信号線３０を介して信号源Ｂａｔからの信号が入力されると油圧モータＭの容量を小さくするように設定され、信号線３０の途中に、調節レバーＬがエンジン回転速度を低中速度域に調節する範囲内にある場合に閉じるように設定される第一スイッチ３１と、油圧ポンプＰの吐出圧力が所定の閾値より高いと閉じるように設定される第二スイッチ３２とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ミキサ車のドラムの回転を制御するドラム回転制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミキサ車と称されるアジテータトラックにあっては、一般的には、コンクリートプラントで製造されるコンクリートを、打設現場まで運搬するために、架台に回転自在に搭載されるドラムを備えている。
【０００３】
このドラムは、筒状のドラムシェルと、ドラムシェル内面に外周部が固定される螺旋状のブレードを備え、同じく、ミキサ車に搭載されるドラム回転装置によって駆動される。ドラム回転装置は、ミキサ車のエンジンによって駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプから送られる圧油によって回転せしめられる油圧モータとを備え、油圧モータの出力軸を上記ドラムに連結している。
【０００４】
そして、ドラム内にコンクリートを投入する場合には、ドラムを順回転させるようにしてブレードでコンクリートをドラムの奥へと送りこむようにし、反対に、ドラム内からコンクリートを排出する場合には、ドラムを逆回転させるようにしてブレードでコンクリートをドラム開口端へ押し戻して排出するようにする。また、コンクリート中のモルタルに砂利等の骨材を均一に分散させる等のためコンクリートを混練する場合には、ドラムを順回転させてドラム内のコンクリートをブレードで攪拌するようにする。
【０００５】
これらの作業は、オペレータがミキサ車の運転室内で行うこともできるが、ドラムの回転状況を確認しつつ作業を行う必要があるため、ドラム回転装置は、ミキサ車の後方にドラムの回転速度（単位時間当たりの回転数）を調節する調節レバーを備えていて、オペレータがこの調節レバーを操作することでドラムの回転速度を調節することができるようになっている。
【０００６】
調節レバーは、詳しくは、エンジンの回転速度を調節するガバナに連結されていて、調節レバーでエンジンの回転速度を調節すると、エンジンにＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ Ｔａｋｅ Ｏｆｆ）を介して接続された油圧ポンプの回転速度もエンジンの回転速度に比例して調節される。油圧ポンプの吐出流量は回転速度に比例し、油圧モータの回転速度は油圧ポンプの吐出流量に比例するので、上記調節レバーの操作で、エンジン回転速度を高めると油圧モータの回転速度もこれに比例して上昇し、反対に、エンジン回転速度を低下させると油圧モータの回転速度もこれに比例して低下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平０７−４１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、コンクリート粘度が比較的低い場合、ドラムを回転させるトルクは小さくて済むことから、油圧ポンプの吐出圧力も小さくて済むので、その分、油圧モータの容量を小さくすれば、ドラムを高速回転させるにあたって油圧ポンプを高速回転させるに及ばないのであるが、上述したように従来のドラム回転装置にあっては、ドラムの回転速度とエンジンの回転速度が一対一の関係にあって、ドラムを高速回転させたい場合には、エンジンの回転速度も高速とするほかない。
【０００９】
そのため、従来のドラム回転装置にあっては、ドラムを高速回転させるに当たって、エンジンの回転速度を常に高速にしなければならないので、無駄にエネルギを消費するとともに、エンジン騒音が発生する。
【００１０】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、省エネルギで、且つ、エンジン騒音の発生を抑制することが可能なドラム回転装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、ミキサ車に回転自在に搭載されてドラムを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータと、ミキサ車のエンジンによって駆動されて油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧モータの傾転角を変更する変更機構と、エンジン回転速度を調節する調節レバーとを備えたドラム回転装置において、変更機構は、信号線を介して信号源からの信号が入力されると油圧モータの容量を小さくするように設定され、信号線の途中に第一スイッチと第二スイッチとを設け、第一スイッチは、調節レバーがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度からドラム回転速度上限に対応する上限回転速度より低い所定回転速度までに調節する範囲内にある場合に閉じるように設定され、第二スイッチは、油圧ポンプの吐出圧力が所定の閾値以下であると閉じるように設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンクリート粘度が低い場合に油圧モータの容量を小さくして、エンジン回転速度を高速回転させずとも油圧モータを高速回転させることができ、エンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの範囲に収めて高速回転させることなく、ドラムの回転速度を許容される上限回転速度とすることができるので、エネルギ消費を低減できるとともにエンジンの発生する騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態におけるドラム回転装置のシステム図である。
【図２】一実施の形態のドラム回転装置の動作モードを説明する図である。
【図３】一実施の形態の一変形例におけるドラム回転装置のシステム図である。
【図４】一実施の形態の一変形例におけるドラム回転装置のソレノイドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。一実施の形態におけるドラム回転装置１は、図１に示すように、基本的には、図外のミキサ車に回転自在に搭載されてドラムＤを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータＭと、ミキサ車のエンジンＥによって駆動されて油圧モータＭに圧油を供給する油圧ポンプＰと、油圧モータＭの斜板１７の傾転角を変更する変更機構Ｔと、エンジン回転速度を調節する調節レバーＬとを備えている。
【００１５】
油圧ポンプＰは、ミキサ車のエンジンＥに、ＰＴＯを介して接続されており、該エンジンＥのクランクシャフトの回転運動が伝達されて回転駆動される。油圧ポンプＰは、エンジンＥの回転速度に応じた回転速度で駆動し、ループ状の管路１０を介して油圧モータＭへ圧油を供給する。
【００１６】
管路１０の途中には、方向切換弁１１が設けられており、この方向切換弁１１は、油圧ポンプＰの吐出した圧油を油圧ポンプＰの吸入口へ戻すアンロードポジション１１ａと、油圧モータＭを順方向へ回転させるように管路１０へ圧油を供給する連通ポジション１１ｂと、油圧モータＭを逆方向へ回転させるように管路１０へ圧油を供給する連通ポジション１１ｃとを備えており、切換レバー１１ｄの操作によって各ポジションへ切換え可能とされている。
【００１７】
また、管路１０の途中には、油圧モータＭに並列される、リリーフ管路１２が設けられており、このリリーフ管路１２の途中には、管路１０側の圧力がリリーフ圧となると開弁するリリーフ弁１３，１４が設けられており、リリーフ管路１２の途中であってリリーフ弁１３，１４の間はタンク１５に接続されている。つまり、管路１０内の圧力がリリーフ圧以上となると、リリーフ弁１３，１４が開弁して圧力をタンク１５へ逃がしてドラム回転装置１における油圧回路を保護するようになっている。
【００１８】
なお、ドラム回転装置１における油圧回路では、油圧ポンプＰのほかに、チャージポンプ１６を備えており、このチャージポンプ１６は、タンク１５から作動油を吸い込んで管路１０へ圧油を供給するようになっており、油圧ポンプＰを補助して油圧ポンプＰの回転速度が低くても吐出流量が不足しないように、管路１０へ安定的に圧油を供給する。
【００１９】
そして、油圧モータＭは、斜板１７の傾転角が二段階に切換可能とされた容量可変型の油圧モータとされており、斜板１７が図示した状態では、容量が大きく、斜板１７が図１中反時計回りに回転すると容量が小さくなるようになっている。すなわち、油圧モータＭは、油圧ポンプＰの吐出流量が変わらなければ、容量を小さくすると回転速度が高くなり、容量を大きくすれば回転速度が低くなるようになっている。
【００２０】
油圧モータＭの斜板１７の傾転角を変更する変更機構Ｔは、斜板１７にそれぞれ連結される一対のシリンダ１８，１９と、シリンダ１８，１９を圧縮方向へ附勢するばね２０と、シリンダ１８，１９への圧油の供給とシリンダ１８，１９から作動油の排出を選択的に切換える切換弁２１と、切換弁２１を切換動作させる制御弁２２とを備えて構成されている。
【００２１】
シリンダ１８，１９は、符示はしないが、それぞれ、シリンダと、シリンダに挿入されるピストンと、ピストンと斜板１７とを連結するロッドとを備えており、シリンダ１８，１９から作動油が排出される状態であると、ばね２０の附勢力によって、シリンダ１８，１９が収縮状態となって斜板１７が図１に示した位置に位置決められ、油圧モータＭの容量は、大きくなる。反対に、シリンダ１８，１９内に圧油が供給されて伸長作動すると斜板１７を図１中反時計回りに押圧して油圧モータＭの傾転角が変更されて油圧モータＭの容量が小さくなるようになっている。つまり、油圧モータＭは、変更機構Ｔによって、二段階に容量が変化する容量可変油圧モータとされている。
【００２２】
切換弁２１は、管路１０の途中であって油圧モータＭの上流から圧油をシリンダ１８，１９のいずれか一方へ供給する供給ポジション２１ｂと、シリンダ１８，１９内をタンク１５へ連通する排出ポジション２１ｃとを備えた弁体２１ａと、排出ポジション２１ｃを採るように弁体２１ａを附勢するばね２１ｄとを備え、制御弁２２からの油圧によって切換動作するようになっている。すなわち、制御弁２２からパイロット圧が供給されると弁体２１ａが押圧されてばね２１ｄが縮むので、切換弁２１は、供給ポジション２１ｂを採って、シリンダ１８，１９のうちいずれか一方を伸長動作させて、油圧モータＭの容量を小さくし、反対に、制御弁２２からの油圧が途絶えるとばね２１ｄによって弁体２１ａが附勢されるので、切換弁２１は、排出ポジション２１ｃを採り、シリンダ１８，１９をタンク１５へ連通するのでばね２０の附勢力で斜板１７は、押圧されて油圧モータＭの容量を大きくする傾転角を採ることになる。
【００２３】
制御弁２２は、この場合、チャージポンプ１６から供給される油圧をパイロット圧としてパイロット通路２３を介して切換弁２１へ供給し、切換弁２１を供給ポジション２１ｂへ切換えるオンポジション２２ｂと、切換弁２１にパイロット圧を作用させないようにパイロット通路２３をタンク１５へ連通するオフポジション２２ｃとを備えた弁体２２ａと、オフポジション２２ｃを採るように弁体２２ａを附勢するばね２２ｄと、通電時にばね２２ｄに対向した附勢力を発揮して弁体２２ａをオンポジション２２ｂへ切換える弁駆動用ソレノイド２２ｅとから構成された電磁弁とされている。
【００２４】
そして、上記した弁駆動用ソレノイド２２ｅは、信号線３０を介して電源Ｂａｔに接続されており、信号線３０から信号が入力される、つまりこの場合、通電されると、制御弁２２がオンポジション２２ｂへ切換って、切換弁２１が供給ポジション２１ｂに切換り、油圧モータＭの斜板１７の傾転角が変更されて容量を小さくする。他方、弁駆動用ソレノイド２２ｅへ信号の入力がないと、つまりこの場合、通電されないと、制御弁２２がオフポジション２２ｃへ切換って、切換弁２１が排出ポジション２１ｃに切換り、油圧モータＭの斜板１７の傾転角が変更されて容量が大きくなる。
【００２５】
上記したように、変更機構Ｔは、信号源としての電源Ｂａｔからの信号が入力されると油圧モータＭの容量を小さくし、電源Ｂａｔからの信号の入力がないと油圧モータＭの容量を大きくするようになっている。
【００２６】
つづいて、エンジンＥの回転速度は、ガバナＧによって調節されるようになっており、このガバナＧのガバナレバー３がリンク機構４を介してミキサ車に揺動自在に取り付けた調節レバーＬに連結されている。この調節レバーＬを操作することで、エンジンＥの回転運動が伝達される油圧ポンプＰの回転速度を調節することができる。
【００２７】
調節レバーＬは、途中に、当該調節レバーの回転方向に沿う円弧状の被検知板５を備えており、図１に示したところでは走行モードに位置しており、図示した位置から、左方向へ回転させると、順に、不感帯域ａ、アイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの低中速度域ｂ、所定回転速度域を超えドラム回転速度上限に対応する上限回転速度までの高速度域ｃへと、エンジン回転速度を調節することができるようになっている。油圧ポンプＰは、上記したＰＴＯを介してエンジンＥの回転運動が伝達されるので、エンジン回転速度を速めれば、油圧ポンプＰもこれに応じて回転速度も速くなって吐出流量が多くなり、油圧モータＭの容量が変わらなければ油圧モータＭの回転速度も速くなる。逆に、エンジン回転速度を遅くすれば、同様に、油圧ポンプＰの吐出流量も減少し、油圧モータＭの容量が変わらなければ油圧モータＭの回転速度も遅くなる。
【００２８】
なお、調節レバーＬが走行モードにある場合には、ガバナＧより上位の図示しない電子ガバナによってエンジン回転速度が制御されるようになっている。また、調節レバーＬが低中速度域ｂの範囲内にある場合、調節レバーＬの位置で、アイドリング状態における回転速度から所定回転速度、たとえば、１２５０ｒｐｍ程度までの範囲でエンジン回転速度を調節可能とされており、また、調節レバーＬが高速度域ｃの範囲内にある場合、調節レバーＬの位置で、所定回転速度以上であってドラム回転速度上限に対応する上限回転速度、たとえば、１２５０ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍまでの範囲でエンジン回転速度を調節することが可能とされている。なお、ドラム回転速度上限については、１８ｒｐｍ程度であり、油圧モータＭの容量を大きくした状態で、ドラム回転速度１８ｒｐｍを実現するエンジン回転速度に設定すればよいが、ミキサ車に一般的に多く使用されているディーゼルエンジンの場合、１５００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの回転速度域で比較的大きなトルクの発生が見込めてドラム回転速度を高速回転させるのに向くとともに、上限回転速度をあまり高く設定すると騒音が過大となることから、上記高速度域ｃの範囲を１２５０ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍに設定しているが、上記に限定されるものではない。また、所定回転速度は、上記した上限回転速度より低い速度であって、上限回転速度との兼ね合いで任意に設定することができるが、エンジンＥの騒音が問題とならない程度の回転速度に設定される。
【００２９】
戻って、信号線３０の途中には、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２とが設けてある。なお、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２とを信号線３０に設置する順番は図と逆でもよい。近接スイッチ３１は、調節レバーＬが低中速度域ｂの範囲にある際に、被検知板５に対向して被検知板５の接近を検知するセンサ部３１ａと、センサ部３１ｂによって被検知板５の接近が検知されるとオン状態となって閉じるスイッチ部３１ｂとを備えている。つまり、調節レバーＬがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までに調節する範囲にある際に、オン状態となる。なお、被検知板５が金属である場合、近接スイッチ３１としては、誘導型、静電容量型、超音波型や光電型等の近接スイッチを用いればよく、被検知板５が非金属である場合には、静電容量型、超音波型や光電型等の近接スイッチを用いればよい。
【００３０】
また、油圧ポンプＰの吐出圧力を検知するために、管路１０の途中であって油圧ポンプＰと方向切換弁１１との間には、圧力センサ３３が設けられている。この圧力センサ３３は、油圧ポンプＰの吐出圧力に応じた電圧を出力する。さらに、この圧力センサ３３の出力した圧力が所定の閾値以下となると上記リレースイッチ３２へ通電するアンプ３４を設けてある。リレースイッチ３２は、アンプ３４からの通電を受けてオン状態となって閉じ、通電がないとオフ状態となって開くようになっている。すなわち、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２は、油圧ポンプＰの吐出圧力が所定の閾値以下であると閉じるようになっている。
【００３１】
なお、油圧ポンプＰの吐出圧力は、ドラムＤを回転させる際のトルクに比例するが、ドラムＤ内のコンクリートの粘度が低いとドラムＤを回転させるのに要するトルクが小さくなる。つまり、油圧ポンプＰの吐出圧力の大きさによって、ドラムＤ内のコンクリートのおおよその粘度の見当がつき、粘度が低い場合には、ドラムＤを回転させるのに要するトルクは小さくなるので、油圧ポンプＰの吐出流量を大きくせずに油圧モータＭの容量を小さくして油圧モータＭの回転速度を高くすることができる。したがって、コンクリートの粘度が、油圧モータＭの容量を小さくして油圧モータＭを高速回転しても差し支えないような値である場合には、油圧モータＭの容量を小さくしてもよいので、この発明では、これを判断するために油圧ポンプＰの吐出圧力と所定の閾値とを比較するようにしている。したがって、所定の閾値は、油圧モータＭの容量を小さくして油圧モータＭを高速回転しても差し支えないようなコンクリート粘度である場合の油圧ポンプＰの吐出圧力を基準として定めればよく、この実施の形態では、具体的には、９ＭＰａとしている。
【００３２】
つまり、この実施の形態のドラム回転装置１では、調節レバーＬがエンジン回転速度をアイドリング状態における回転速度から所定回転速度の範囲内で調節する位置にあって近接スイッチ３１がオン状態となり、圧力センサ３３で検知した油圧ポンプＰの吐出圧力が所定の閾値以下である場合にリレースイッチ３２がオン状態となり、信号線３０を介して制御弁２２へ信号源である電源Ｂａｔからの信号が入力されて、油圧モータＭの斜板１７の傾転角が油圧モータＭの容量を小さくするように制御されることになる。
【００３３】
したがって、この実施の形態のドラム回転装置１の動作モードは、図２に示したように、調節レバーＬの位置が低中速度域ｂにあって、コンクリート粘度が低い場合には、油圧モータＭの容量が小さくなり、エンジン回転速度を高速回転させずとも油圧モータＭを高速回転させることができる。この動作モードでは、調節レバーＬの位置を低中速度域ｂに保ったまま、つまり、エンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの範囲に収めて高速回転させることなく、ドラムＤの回転速度を許容される上限回転速度とすることができるので、エネルギ消費を低減できるとともにエンジンＥの発生する騒音を抑制することができる。
【００３４】
また、コンクリート粘度が高い場合には、油圧モータＭの容量を小さくすると、油圧ポンプＰの吐出圧力がリリーフ圧を超えるなどして、充分な圧力を油圧モータＭへ送ることができなくなる等、ドラムＤを回転駆動するにはトルク不足を招くので、この場合は、油圧モータＭの容量を小さくせずに、充分なトルクを確保して、ドラムＤの回転不良の発生を防止できる。
【００３５】
なお、この実施の形態では、コンクリート粘度が低くとも、調節レバーＬが所定回転速度を超えて高速度域ｃの範囲に位置せしめられる場合には、エンジン回転速度が高速となり、油圧モータＭの容量を小さくしたままでは、ドラムＤの回転速度が許容される上限速度を上まってしまい、適切にコンクリートの混練、排出、投入作業を行えなくなる場合があるので、油圧モータＭの容量を大きくして、ドラムＤの回転速度が過剰となることを防止することができる。
【００３６】
また、上記したところでは、アンプ３４は、圧力センサ３３が所定の閾値以下の圧力を検知するとリレースイッチ３２へ電力供給してリレースイッチ３２をオンさせるようにしているが、リレースイッチ３２が電力供給時にオフ動作する場合には、圧力センサ３３が所定の閾値を超える圧力を検知するとリレースイッチ３２へ電力供給するように設定されてもよい。また、使用環境が苛酷であるミキサ車で調節レバーＬの位置によって第一スイッチが開閉するようにするため、近接スイッチ３１を用いているが、調節レバーＬの位置が低中速度域ｂに位置しているときにオン動作するスイッチを用いればよいので、第一スイッチは近接スイッチに限定されるものではなく、また、ガバナＧのガバナレバー３やリンク機構４の位置によってオンオフ動作するように設定されてもよく、第二スイッチについてもリレースイッチに限定されるものではない。
【００３７】
つぎに、一実施の形態の一変形例におけるドラム回転装置４０について説明する。このドラム回転装置４０は、コンクリート粘度が低い場合に、調節レバーＬの操作を制限して、エンジン回転数が所定回転速度を超える高速となる範囲へ調節レバーＬを操作できないようにした点で、上記した一実施の形態のドラム回転装置１と異なる。具体的には、図３に示すように、上記した一実施の形態のドラム回転装置１の構成に、伸縮可能な自己保持型のソレノイドＳと、このソレノイドＳによって駆動されるストッパ４１と、信号線３０から分岐する第一コイル励磁線４２および第二コイル励磁線４３と、第二コイル励磁線４３の途中に設けた第三スイッチとしてのリレースイッチ４４とを追加して設けている。
【００３８】
ソレノイドＳは、図４に示すように、ソレノイド本体５０と、ストッパ４１を保持してソレノイド本体５０に軸方向移動可能に挿入されるプランジャ５１と、ソレノイド本体５０に取り付けられてプランジャ５１の両端の外周側にそれぞれ設けた第一コイル５２および第二コイル５３とを備えており、第一コイル５２を励磁するとプランジャ５１が第一コイル５２の電磁力によって吸引されて図４中破線で示すように、ソレノイド本体５０からストッパ４１が外方へ向けて突出して伸長し、第二コイル５３を励磁するとプランジャ５１が第二コイル５３の電磁力によって吸引されてストッパ４１が図４中実線で示すように、ソレノイド本体５０内へ引き込まれて収縮するようになっている。また、第一コイル５２および第二コイル５３へ通電しない状態では、図示しない磁石によって、プランジャ５１は、そのままの位置に保持されるようになっていて、ソレノイドＳは、自己保持型ソレノイドとされている。
【００３９】
そして、このソレノイドＳは、図３および図４に示すように、調整レバーＬの揺動範囲であって、ストッパ４１がソレノイド本体５０から突出する伸長した状態となると、調整レバーＬがエンジン回転速度を所定回転速度とする位置にてストッパ４１が調整レバーＬの図３中左側面に当接する位置に設けられている。したがって、ソレノイドＳが伸長した状態では、調節レバーＬを低中速度域ｂから高速度域ｃの範囲へ図３中時計回りに操作しようとしても、調節レバーＬにストッパ４１が衝合して、調節レバーＬを高速度域ｃ側へ操作できないように移動を制限できるようになっている。これに対して、ソレノイドＳが収縮状態であってストッパ４１が図４中実線で示すように、ソレノイド本体５０内へ引き込まれた状態となると、調節レバーＬはストッパ４１によって揺動を全く制限されない状態となるので、調節レバーＬを揺動可能範囲内の全ての位置へ操作可能となる。
【００４０】
また、第一コイル５２の一端は接地されており、他端は、信号線３０の途中であって、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と第二スイッチとしてのリレースイッチ３２よりも下流となる制御弁２２側から分岐される第一コイル励磁線４２に接続されている。他方、第二コイル５３も一端が設置されるとともに、他端は、信号線３０の途中であって、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と第二スイッチとしてのリレースイッチ３２よりも上流となる電源Ｂａｔ側から分岐される第二コイル励磁線４３に接続されている。
【００４１】
さらに、第二コイル励磁線４３の途中には、第三スイッチとしてのリレースイッチ４４が設けられており、このリレースイッチ４４は、圧力センサ３３の出力した圧力が所定の閾値以下となる際に電力供給するアンプ３４に接続されており、アンプ３４からの通電があるとオフ状態となって開き、通電がないとオン状態となって閉じるようになっている。つまり、動作としては、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２と逆の動作をするようになっている。なお、上記したように圧力センサ３３が検知した圧力が所定の閾値を超える場合に、アンプ３４がリレースイッチ３２へ通電するように設定されていて、リレースイッチ３２が電力供給時にオフ動作する場合には、リレースイッチ４４は通電時にオン動作するように設定されてもよい。
【００４２】
よって、調節レバーＬを走行モードから不感帯域ａを超えてアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの低中速度域ｂへ操作していくと、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値以下である場合には、第三スイッチであるリレースイッチ４４がオフされて第二コイル５３が励磁されず、第二スイッチであるリレースイッチ３２がオンされるとともに近接スイッチ３１がオンされるのでとなって第一コイル５２が励磁される。すると、ソレノイドＳは、伸長してストッパ４１は調節レバーＬの高速度域ｃへの操作が制限されるので、エンジン回転速度は、この場合、所定回転速度以下に制限される。また、この場合、リレースイッチ３２と近接スイッチ３１とがともにオンされるので、一実施の形態のドラム回転装置１と同様に制御弁２２へ通電が行われて油圧モータＭの容量は小さくされる。一実施の形態のドラム回転装置１と同様に油圧モータＭの容量は大きくされる。つまり、この場合には、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値以下であってコンクリート粘度が低い状態であり、一実施の形態のドラム回転装置１と同様に、調節レバーＬの位置を低中速度域ｂに保ったまま、つまり、エンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの範囲に収めて高速回転させることなく、ドラムＤの回転速度を許容される上限回転速度とすることができ、エネルギ消費を低減できるとともにエンジンＥの発生する騒音を抑制することができる。
【００４３】
そして、さらに、この実施の形態では、コンクリート粘度が低い場合には、ストッパ４１が調節レバーＬの揺動を制限して、エンジン回転速度を所定回転速度を超える回転速度とする範囲へ調節レバーＬが位置することを阻止するので、オペレータが調節レバーＬに対して誤ってエンジン回転速度を高速とする操作を行ってもストッパ４１によってこれを阻止でき、エネルギ消費の低減とエンジンＥの騒音の抑制を確実なものとすることができる。
【００４４】
他方、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値を超えている場合には、第三スイッチであるリレースイッチ４４がオンされて第二コイル５３が励磁され、第二スイッチであるリレースイッチ３２がオフとなって第一コイル５２は励磁されないので、ソレノイドＳは、収縮してストッパ４１は調節レバーＬの揺動を妨げない。この場合は、リレースイッチ３２がオフ状態とされるので、制御弁２２への通電も行われないため、一実施の形態のドラム回転装置１と同様に油圧モータＭの容量は大きくされる。つまり、この場合には、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値を超えていてコンクリート粘度が高い状態であるから、調節レバーＬの揺動操作を制限せず、油圧モータＭの容量を大きくすることで、充分なトルクを確保して、ドラムＤの回転不良の発生を防止する。
【００４５】
なお、一実施の形態と同様に、第一スイッチには近接スイッチ３１以外のスイッチを利用することも可能であり、第二スイッチおよび第三スイッチについてもリレースイッチ以外のスイッチを用いることも可能である。
【００４６】
また、上記した各実施の形態における変更機構Ｔは、上記した構成に限定されるものでははく、信号の入力時に油圧モータＭの容量を小さくするように斜板１７の傾転角を変更できるものであればよいので、たとえば、電動アクチュエータを用いてもよい。
【００４７】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のミキサ車のドラムを回転駆動するドラム回転装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，４０ ドラム回転装置
３ ガバナレバー
４ リンク機構
５ 被検知板
１０ 管路
１１ 方向切換弁
１１ａ 方向切換弁におけるアンロードポジション
１１ｂ，１１ｃ 方向切換弁における連通ポジション
１１ｄ 方向切換弁における切換レバー
１２ リリーフ管路
１３，１４ リリーフ弁
１５ タンク
１６ チャージポンプ
１７ 斜板
１８，１９ シリンダ
２０ ばね
２１ 切換弁
２１ａ 切換弁における弁体
２１ｂ 切換弁における供給ポジション
２１ｃ 切換弁における排出ポジション
２１ｄ 切換弁におけるばね
２２ 制御弁
２２ａ 制御弁における弁体
２２ｂ 制御弁におけるオンポジション
２２ｃ 制御弁におけるオフポジション
２２ｄ 制御弁におけるばね
２２ｅ 制御弁における弁駆動用ソレノイド
２３ パイロット通路
３０ 信号線
３１ 第一スイッチとしての近接スイッチ
３１ａ センサ部
３１ｂ スイッチ部
３２ 第二スイッチとしてのリレースイッチ
３３ 圧力センサ
３４ アンプ
４１ ストッパ
４２ 第一コイル励磁線
４３ 第二コイル励磁線
４４ 第三スイッチとしてリレースイッチ
５０ ソレノイドにおけるソレノイド本体
５１ ソレノイドにおけるプランジャ
５２ ソレノイドにおける第一コイル
５３ ソレノイドにおける第二コイル
Ｂａｔ 信号源としての電源
Ｄ ドラム
Ｅ エンジン
Ｇ ガバナ
Ｌ 調節レバー
Ｍ 油圧モータ
Ｐ 油圧ポンプ
Ｓ ソレノイド
Ｔ 変更機構
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ミキサ車のドラムの回転を制御するドラム回転制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミキサ車と称されるアジテータトラックにあっては、一般的には、コンクリートプラントで製造されるコンクリートを、打設現場まで運搬するために、架台に回転自在に搭載されるドラムを備えている。
【０００３】
このドラムは、筒状のドラムシェルと、ドラムシェル内面に外周部が固定される螺旋状のブレードを備え、同じく、ミキサ車に搭載されるドラム回転装置によって駆動される。ドラム回転装置は、ミキサ車のエンジンによって駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプから送られる圧油によって回転せしめられる油圧モータとを備え、油圧モータの出力軸を上記ドラムに連結している。
【０００４】
そして、ドラム内にコンクリートを投入する場合には、ドラムを順回転させるようにしてブレードでコンクリートをドラムの奥へと送りこむようにし、反対に、ドラム内からコンクリートを排出する場合には、ドラムを逆回転させるようにしてブレードでコンクリートをドラム開口端へ押し戻して排出するようにする。また、コンクリート中のモルタルに砂利等の骨材を均一に分散させる等のためコンクリートを混練する場合には、ドラムを順回転させてドラム内のコンクリートをブレードで攪拌するようにする。
【０００５】
これらの作業は、オペレータがミキサ車の運転室内で行うこともできるが、ドラムの回転状況を確認しつつ作業を行う必要があるため、ドラム回転装置は、ミキサ車の後方にドラムの回転速度（単位時間当たりの回転数）を調節する調節レバーを備えていて、オペレータがこの調節レバーを操作することでドラムの回転速度を調節することができるようになっている。
【０００６】
調節レバーは、詳しくは、エンジンの回転速度を調節するガバナに連結されていて、調節レバーでエンジンの回転速度を調節すると、エンジンにＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ Ｔａｋｅ Ｏｆｆ）を介して接続された油圧ポンプの回転速度もエンジンの回転速度に比例して調節される。油圧ポンプの吐出流量は回転速度に比例し、油圧モータの回転速度は油圧ポンプの吐出流量に比例するので、上記調節レバーの操作で、エンジン回転速度を高めると油圧モータの回転速度もこれに比例して上昇し、反対に、エンジン回転速度を低下させると油圧モータの回転速度もこれに比例して低下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平０７−４１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、コンクリート粘度が比較的低い場合、ドラムを回転させるトルクは小さくて済むことから、油圧ポンプの吐出圧力も小さくて済むので、その分、油圧モータの容量を小さくすれば、ドラムを高速回転させるにあたって油圧ポンプを高速回転させるに及ばないのであるが、上述したように従来のドラム回転装置にあっては、ドラムの回転速度とエンジンの回転速度が一対一の関係にあって、ドラムを高速回転させたい場合には、エンジンの回転速度も高速とするほかない。
【０００９】
そのため、従来のドラム回転装置にあっては、ドラムを高速回転させるに当たって、エンジンの回転速度を常に高速にしなければならないので、無駄にエネルギを消費するとともに、エンジン騒音が発生する。
【００１０】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、省エネルギで、且つ、エンジン騒音の発生を抑制することが可能なドラム回転装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、ミキサ車に回転自在に搭載されてドラムを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータと、ミキサ車のエンジンによって駆動されて油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧モータの傾転角を変更する変更機構と、エンジン回転速度を調節する調節レバーとを備えたドラム回転装置において、変更機構は、信号線を介して信号源からの信号が入力されると油圧モータの容量を小さくするように設定され、信号線の途中に第一スイッチと第二スイッチとを設け、第一スイッチは、調節レバーがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度からドラム回転速度上限に対応する上限回転速度より低い所定回転速度までに調節する範囲内にある場合に閉じるように設定され、第二スイッチは、油圧ポンプの吐出圧力が所定の閾値以下であると閉じるように設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンクリート粘度が低い場合に油圧モータの容量を小さくして、エンジン回転速度を高速回転させずとも油圧モータを高速回転させることができ、エンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの範囲に収めて高速回転させることなく、ドラムの回転速度を許容される上限回転速度とすることができるので、エネルギ消費を低減できるとともにエンジンの発生する騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態におけるドラム回転装置のシステム図である。
【図２】一実施の形態のドラム回転装置の動作モードを説明する図である。
【図３】一実施の形態の一変形例におけるドラム回転装置のシステム図である。
【図４】一実施の形態の一変形例におけるドラム回転装置のソレノイドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。一実施の形態におけるドラム回転装置１は、図１に示すように、基本的には、図外のミキサ車に回転自在に搭載されてドラムＤを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータＭと、ミキサ車のエンジンＥによって駆動されて油圧モータＭに圧油を供給する油圧ポンプＰと、油圧モータＭの斜板１７の傾転角を変更する変更機構Ｔと、エンジン回転速度を調節する調節レバーＬとを備えている。
【００１５】
油圧ポンプＰは、ミキサ車のエンジンＥに、ＰＴＯを介して接続されており、該エンジンＥのクランクシャフトの回転運動が伝達されて回転駆動される。油圧ポンプＰは、エンジンＥの回転速度に応じた回転速度で駆動し、ループ状の管路１０を介して油圧モータＭへ圧油を供給する。
【００１６】
管路１０の途中には、方向切換弁１１が設けられており、この方向切換弁１１は、油圧ポンプＰの吐出した圧油を油圧ポンプＰの吸入口へ戻すアンロードポジション１１ａと、油圧モータＭを順方向へ回転させるように管路１０へ圧油を供給する連通ポジション１１ｂと、油圧モータＭを逆方向へ回転させるように管路１０へ圧油を供給する連通ポジション１１ｃとを備えており、切換レバー１１ｄの操作によって各ポジションへ切換え可能とされている。
【００１７】
また、管路１０の途中には、油圧モータＭに並列される、リリーフ管路１２が設けられており、このリリーフ管路１２の途中には、管路１０側の圧力がリリーフ圧となると開弁するリリーフ弁１３，１４が設けられており、リリーフ管路１２の途中であってリリーフ弁１３，１４の間はタンク１５に接続されている。つまり、管路１０内の圧力がリリーフ圧以上となると、リリーフ弁１３，１４が開弁して圧力をタンク１５へ逃がしてドラム回転装置１における油圧回路を保護するようになっている。
【００１８】
なお、ドラム回転装置１における油圧回路では、油圧ポンプＰのほかに、チャージポンプ１６を備えており、このチャージポンプ１６は、タンク１５から作動油を吸い込んで管路１０へ圧油を供給するようになっており、油圧ポンプＰを補助して油圧ポンプＰの回転速度が低くても吐出流量が不足しないように、管路１０へ安定的に圧油を供給する。
【００１９】
そして、油圧モータＭは、斜板１７の傾転角が二段階に切換可能とされた容量可変型の油圧モータとされており、斜板１７が図示した状態では、容量が大きく、斜板１７が図１中反時計回りに回転すると容量が小さくなるようになっている。すなわち、油圧モータＭは、油圧ポンプＰの吐出流量が変わらなければ、容量を小さくすると回転速度が高くなり、容量を大きくすれば回転速度が低くなるようになっている。
【００２０】
油圧モータＭの斜板１７の傾転角を変更する変更機構Ｔは、斜板１７にそれぞれ連結される一対のシリンダ１８，１９と、シリンダ１８，１９を圧縮方向へ附勢するばね２０と、シリンダ１８，１９への圧油の供給とシリンダ１８，１９から作動油の排出を選択的に切換える切換弁２１と、切換弁２１を切換動作させる制御弁２２とを備えて構成されている。
【００２１】
シリンダ１８，１９は、符示はしないが、それぞれ、シリンダと、シリンダに挿入されるピストンと、ピストンと斜板１７とを連結するロッドとを備えており、シリンダ１８，１９から作動油が排出される状態であると、ばね２０の附勢力によって、シリンダ１８，１９が収縮状態となって斜板１７が図１に示した位置に位置決められ、油圧モータＭの容量は、大きくなる。反対に、シリンダ１８，１９内に圧油が供給されて伸長作動すると斜板１７を図１中反時計回りに押圧して油圧モータＭの傾転角が変更されて油圧モータＭの容量が小さくなるようになっている。つまり、油圧モータＭは、変更機構Ｔによって、二段階に容量が変化する容量可変油圧モータとされている。
【００２２】
切換弁２１は、管路１０の途中であって油圧モータＭの上流から圧油をシリンダ１８，１９のいずれか一方へ供給する供給ポジション２１ｂと、シリンダ１８，１９内をタンク１５へ連通する排出ポジション２１ｃとを備えた弁体２１ａと、排出ポジション２１ｃを採るように弁体２１ａを附勢するばね２１ｄとを備え、制御弁２２からの油圧によって切換動作するようになっている。すなわち、制御弁２２からパイロット圧が供給されると弁体２１ａが押圧されてばね２１ｄが縮むので、切換弁２１は、供給ポジション２１ｂを採って、シリンダ１８，１９のうちいずれか一方を伸長動作させて、油圧モータＭの容量を小さくし、反対に、制御弁２２からの油圧が途絶えるとばね２１ｄによって弁体２１ａが附勢されるので、切換弁２１は、排出ポジション２１ｃを採り、シリンダ１８，１９をタンク１５へ連通するのでばね２０の附勢力で斜板１７は、押圧されて油圧モータＭの容量を大きくする傾転角を採ることになる。
【００２３】
制御弁２２は、この場合、チャージポンプ１６から供給される油圧をパイロット圧としてパイロット通路２３を介して切換弁２１へ供給し、切換弁２１を供給ポジション２１ｂへ切換えるオンポジション２２ｂと、切換弁２１にパイロット圧を作用させないようにパイロット通路２３をタンク１５へ連通するオフポジション２２ｃとを備えた弁体２２ａと、オフポジション２２ｃを採るように弁体２２ａを附勢するばね２２ｄと、通電時にばね２２ｄに対向した附勢力を発揮して弁体２２ａをオンポジション２２ｂへ切換える弁駆動用ソレノイド２２ｅとから構成された電磁弁とされている。
【００２４】
そして、上記した弁駆動用ソレノイド２２ｅは、信号線３０を介して電源Ｂａｔに接続されており、信号線３０から信号が入力される、つまりこの場合、通電されると、制御弁２２がオンポジション２２ｂへ切換って、切換弁２１が供給ポジション２１ｂに切換り、油圧モータＭの斜板１７の傾転角が変更されて容量を小さくする。他方、弁駆動用ソレノイド２２ｅへ信号の入力がないと、つまりこの場合、通電されないと、制御弁２２がオフポジション２２ｃへ切換って、切換弁２１が排出ポジション２１ｃに切換り、油圧モータＭの斜板１７の傾転角が変更されて容量が大きくなる。
【００２５】
上記したように、変更機構Ｔは、信号源としての電源Ｂａｔからの信号が入力されると油圧モータＭの容量を小さくし、電源Ｂａｔからの信号の入力がないと油圧モータＭの容量を大きくするようになっている。
【００２６】
つづいて、エンジンＥの回転速度は、ガバナＧによって調節されるようになっており、このガバナＧのガバナレバー３がリンク機構４を介してミキサ車に揺動自在に取り付けた調節レバーＬに連結されている。この調節レバーＬを操作することで、エンジンＥの回転運動が伝達される油圧ポンプＰの回転速度を調節することができる。
【００２７】
調節レバーＬは、途中に、当該調節レバーの回転方向に沿う円弧状の被検知板５を備えており、図１に示したところでは走行モードに位置しており、図示した位置から、左方向へ回転させると、順に、不感帯域ａ、アイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの低中速度域ｂ、所定回転速度域を超えドラム回転速度上限に対応する上限回転速度までの高速度域ｃへと、エンジン回転速度を調節することができるようになっている。油圧ポンプＰは、上記したＰＴＯを介してエンジンＥの回転運動が伝達されるので、エンジン回転速度を速めれば、油圧ポンプＰもこれに応じて回転速度も速くなって吐出流量が多くなり、油圧モータＭの容量が変わらなければ油圧モータＭの回転速度も速くなる。逆に、エンジン回転速度を遅くすれば、同様に、油圧ポンプＰの吐出流量も減少し、油圧モータＭの容量が変わらなければ油圧モータＭの回転速度も遅くなる。
【００２８】
なお、調節レバーＬが走行モードにある場合には、ガバナＧより上位の図示しない電子ガバナによってエンジン回転速度が制御されるようになっている。また、調節レバーＬが低中速度域ｂの範囲内にある場合、調節レバーＬの位置で、アイドリング状態における回転速度から所定回転速度、たとえば、１２５０ｒｐｍ程度までの範囲でエンジン回転速度を調節可能とされており、また、調節レバーＬが高速度域ｃの範囲内にある場合、調節レバーＬの位置で、所定回転速度以上であってドラム回転速度上限に対応する上限回転速度、たとえば、１２５０ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍまでの範囲でエンジン回転速度を調節することが可能とされている。なお、ドラム回転速度上限については、１８ｒｐｍ程度であり、油圧モータＭの容量を大きくした状態で、ドラム回転速度１８ｒｐｍを実現するエンジン回転速度に設定すればよいが、ミキサ車に一般的に多く使用されているディーゼルエンジンの場合、１５００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの回転速度域で比較的大きなトルクの発生が見込めてドラム回転速度を高速回転させるのに向くとともに、上限回転速度をあまり高く設定すると騒音が過大となることから、上記高速度域ｃの範囲を１２５０ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍに設定しているが、上記に限定されるものではない。また、所定回転速度は、上記した上限回転速度より低い速度であって、上限回転速度との兼ね合いで任意に設定することができるが、エンジンＥの騒音が問題とならない程度の回転速度に設定される。
【００２９】
戻って、信号線３０の途中には、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２とが設けてある。なお、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２とを信号線３０に設置する順番は図と逆でもよい。近接スイッチ３１は、調節レバーＬが低中速度域ｂの範囲にある際に、被検知板５に対向して被検知板５の接近を検知するセンサ部３１ａと、センサ部３１ｂによって被検知板５の接近が検知されるとオン状態となって閉じるスイッチ部３１ｂとを備えている。つまり、調節レバーＬがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までに調節する範囲にある際に、オン状態となる。なお、被検知板５が金属である場合、近接スイッチ３１としては、誘導型、静電容量型、超音波型や光電型等の近接スイッチを用いればよく、被検知板５が非金属である場合には、静電容量型、超音波型や光電型等の近接スイッチを用いればよい。
【００３０】
また、油圧ポンプＰの吐出圧力を検知するために、管路１０の途中であって油圧ポンプＰと方向切換弁１１との間には、圧力センサ３３が設けられている。この圧力センサ３３は、油圧ポンプＰの吐出圧力に応じた電圧を出力する。さらに、この圧力センサ３３の出力した圧力が所定の閾値以下となると上記リレースイッチ３２へ通電するアンプ３４を設けてある。リレースイッチ３２は、アンプ３４からの通電を受けてオン状態となって閉じ、通電がないとオフ状態となって開くようになっている。すなわち、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２は、油圧ポンプＰの吐出圧力が所定の閾値以下であると閉じるようになっている。
【００３１】
なお、油圧ポンプＰの吐出圧力は、ドラムＤを回転させる際のトルクに比例するが、ドラムＤ内のコンクリートの粘度が低いとドラムＤを回転させるのに要するトルクが小さくなる。つまり、油圧ポンプＰの吐出圧力の大きさによって、ドラムＤ内のコンクリートのおおよその粘度の見当がつき、粘度が低い場合には、ドラムＤを回転させるのに要するトルクは小さくなるので、油圧ポンプＰの吐出流量を大きくせずに油圧モータＭの容量を小さくして油圧モータＭの回転速度を高くすることができる。したがって、コンクリートの粘度が、油圧モータＭの容量を小さくして油圧モータＭを高速回転しても差し支えないような値である場合には、油圧モータＭの容量を小さくしてもよいので、この発明では、これを判断するために油圧ポンプＰの吐出圧力と所定の閾値とを比較するようにしている。したがって、所定の閾値は、油圧モータＭの容量を小さくして油圧モータＭを高速回転しても差し支えないようなコンクリート粘度である場合の油圧ポンプＰの吐出圧力を基準として定めればよく、この実施の形態では、具体的には、９ＭＰａとしている。
【００３２】
つまり、この実施の形態のドラム回転装置１では、調節レバーＬがエンジン回転速度をアイドリング状態における回転速度から所定回転速度の範囲内で調節する位置にあって近接スイッチ３１がオン状態となり、圧力センサ３３で検知した油圧ポンプＰの吐出圧力が所定の閾値以下である場合にリレースイッチ３２がオン状態となり、信号線３０を介して制御弁２２へ信号源である電源Ｂａｔからの信号が入力されて、油圧モータＭの斜板１７の傾転角が油圧モータＭの容量を小さくするように制御されることになる。
【００３３】
したがって、この実施の形態のドラム回転装置１の動作モードは、図２に示したように、調節レバーＬの位置が低中速度域ｂにあって、コンクリート粘度が低い場合には、油圧モータＭの容量が小さくなり、エンジン回転速度を高速回転させずとも油圧モータＭを高速回転させることができる。この動作モードでは、調節レバーＬの位置を低中速度域ｂに保ったまま、つまり、エンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの範囲に収めて高速回転させることなく、ドラムＤの回転速度を許容される上限回転速度とすることができるので、エネルギ消費を低減できるとともにエンジンＥの発生する騒音を抑制することができる。
【００３４】
また、コンクリート粘度が高い場合には、油圧モータＭの容量を小さくすると、油圧ポンプＰの吐出圧力がリリーフ圧を超えるなどして、充分な圧力を油圧モータＭへ送ることができなくなる等、ドラムＤを回転駆動するにはトルク不足を招くので、この場合は、油圧モータＭの容量を小さくせずに、充分なトルクを確保して、ドラムＤの回転不良の発生を防止できる。
【００３５】
なお、この実施の形態では、コンクリート粘度が低くとも、調節レバーＬが所定回転速度を超えて高速度域ｃの範囲に位置せしめられる場合には、エンジン回転速度が高速となり、油圧モータＭの容量を小さくしたままでは、ドラムＤの回転速度が許容される上限速度を上まってしまい、適切にコンクリートの混練、排出、投入作業を行えなくなる場合があるので、油圧モータＭの容量を大きくして、ドラムＤの回転速度が過剰となることを防止することができる。
【００３６】
また、上記したところでは、アンプ３４は、圧力センサ３３が所定の閾値以下の圧力を検知するとリレースイッチ３２へ電力供給してリレースイッチ３２をオンさせるようにしているが、リレースイッチ３２が電力供給時にオフ動作する場合には、圧力センサ３３が所定の閾値を超える圧力を検知するとリレースイッチ３２へ電力供給するように設定されてもよい。また、使用環境が苛酷であるミキサ車で調節レバーＬの位置によって第一スイッチが開閉するようにするため、近接スイッチ３１を用いているが、調節レバーＬの位置が低中速度域ｂに位置しているときにオン動作するスイッチを用いればよいので、第一スイッチは近接スイッチに限定されるものではなく、また、ガバナＧのガバナレバー３やリンク機構４の位置によってオンオフ動作するように設定されてもよく、第二スイッチについてもリレースイッチに限定されるものではない。
【００３７】
つぎに、一実施の形態の一変形例におけるドラム回転装置４０について説明する。このドラム回転装置４０は、コンクリート粘度が低い場合に、調節レバーＬの操作を制限して、エンジン回転数が所定回転速度を超える高速となる範囲へ調節レバーＬを操作できないようにした点で、上記した一実施の形態のドラム回転装置１と異なる。具体的には、図３に示すように、上記した一実施の形態のドラム回転装置１の構成に、伸縮可能な自己保持型のソレノイドＳと、このソレノイドＳによって駆動されるストッパ４１と、信号線３０から分岐する第一コイル励磁線４２および第二コイル励磁線４３と、第二コイル励磁線４３の途中に設けた第三スイッチとしてのリレースイッチ４４とを追加して設けている。
【００３８】
ソレノイドＳは、図４に示すように、ソレノイド本体５０と、ストッパ４１を保持してソレノイド本体５０に軸方向移動可能に挿入されるプランジャ５１と、ソレノイド本体５０に取り付けられてプランジャ５１の両端の外周側にそれぞれ設けた第一コイル５２および第二コイル５３とを備えており、第一コイル５２を励磁するとプランジャ５１が第一コイル５２の電磁力によって吸引されて図４中破線で示すように、ソレノイド本体５０からストッパ４１が外方へ向けて突出して伸長し、第二コイル５３を励磁するとプランジャ５１が第二コイル５３の電磁力によって吸引されてストッパ４１が図４中実線で示すように、ソレノイド本体５０内へ引き込まれて収縮するようになっている。また、第一コイル５２および第二コイル５３へ通電しない状態では、図示しない磁石によって、プランジャ５１は、そのままの位置に保持されるようになっていて、ソレノイドＳは、自己保持型ソレノイドとされている。
【００３９】
そして、このソレノイドＳは、図３および図４に示すように、調整レバーＬの揺動範囲であって、ストッパ４１がソレノイド本体５０から突出する伸長した状態となると、調整レバーＬがエンジン回転速度を所定回転速度とする位置にてストッパ４１が調整レバーＬの図３中左側面に当接する位置に設けられている。したがって、ソレノイドＳが伸長した状態では、調節レバーＬを低中速度域ｂから高速度域ｃの範囲へ図３中時計回りに操作しようとしても、調節レバーＬにストッパ４１が衝合して、調節レバーＬを高速度域ｃ側へ操作できないように移動を制限できるようになっている。これに対して、ソレノイドＳが収縮状態であってストッパ４１が図４中実線で示すように、ソレノイド本体５０内へ引き込まれた状態となると、調節レバーＬはストッパ４１によって揺動を全く制限されない状態となるので、調節レバーＬを揺動可能範囲内の全ての位置へ操作可能となる。
【００４０】
また、第一コイル５２の一端は接地されており、他端は、信号線３０の途中であって、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と第二スイッチとしてのリレースイッチ３２よりも下流となる制御弁２２側から分岐される第一コイル励磁線４２に接続されている。他方、第二コイル５３も一端が設置されるとともに、他端は、信号線３０の途中であって、第一スイッチとしての近接スイッチ３１と第二スイッチとしてのリレースイッチ３２よりも上流となる電源Ｂａｔ側から分岐される第二コイル励磁線４３に接続されている。
【００４１】
さらに、第二コイル励磁線４３の途中には、第三スイッチとしてのリレースイッチ４４が設けられており、このリレースイッチ４４は、圧力センサ３３の出力した圧力が所定の閾値以下となる際に電力供給するアンプ３４に接続されており、アンプ３４からの通電があるとオフ状態となって開き、通電がないとオン状態となって閉じるようになっている。つまり、動作としては、第二スイッチとしてのリレースイッチ３２と逆の動作をするようになっている。なお、上記したように圧力センサ３３が検知した圧力が所定の閾値を超える場合に、アンプ３４がリレースイッチ３２へ通電するように設定されていて、リレースイッチ３２が電力供給時にオフ動作する場合には、リレースイッチ４４は通電時にオン動作するように設定されてもよい。
【００４２】
よって、調節レバーＬを走行モードから不感帯域ａを超えてアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの低中速度域ｂへ操作していくと、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値以下である場合には、第三スイッチであるリレースイッチ４４がオフされて第二コイル５３が励磁されず、第二スイッチであるリレースイッチ３２がオンされるとともに近接スイッチ３１がオンされるのでとなって第一コイル５２が励磁される。すると、ソレノイドＳは、伸長してストッパ４１は調節レバーＬの高速度域ｃへの操作が制限されるので、エンジン回転速度は、この場合、所定回転速度以下に制限される。また、この場合、リレースイッチ３２と近接スイッチ３１とがともにオンされるので、一実施の形態のドラム回転装置１と同様に制御弁２２へ通電が行われて油圧モータＭの容量は小さくされる。一実施の形態のドラム回転装置１と同様に油圧モータＭの容量は大きくされる。つまり、この場合には、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値以下であってコンクリート粘度が低い状態であり、一実施の形態のドラム回転装置１と同様に、調節レバーＬの位置を低中速度域ｂに保ったまま、つまり、エンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から所定回転速度までの範囲に収めて高速回転させることなく、ドラムＤの回転速度を許容される上限回転速度とすることができ、エネルギ消費を低減できるとともにエンジンＥの発生する騒音を抑制することができる。
【００４３】
そして、さらに、この実施の形態では、コンクリート粘度が低い場合には、ストッパ４１が調節レバーＬの揺動を制限して、エンジン回転速度を所定回転速度を超える回転速度とする範囲へ調節レバーＬが位置することを阻止するので、オペレータが調節レバーＬに対して誤ってエンジン回転速度を高速とする操作を行ってもストッパ４１によってこれを阻止でき、エネルギ消費の低減とエンジンＥの騒音の抑制を確実なものとすることができる。
【００４４】
他方、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値を超えている場合には、第三スイッチであるリレースイッチ４４がオンされて第二コイル５３が励磁され、第二スイッチであるリレースイッチ３２がオフとなって第一コイル５２は励磁されないので、ソレノイドＳは、収縮してストッパ４１は調節レバーＬの揺動を妨げない。この場合は、リレースイッチ３２がオフ状態とされるので、制御弁２２への通電も行われないため、一実施の形態のドラム回転装置１と同様に油圧モータＭの容量は大きくされる。つまり、この場合には、圧力センサ３３で検知した圧力が所定の閾値を超えていてコンクリート粘度が高い状態であるから、調節レバーＬの揺動操作を制限せず、油圧モータＭの容量を大きくすることで、充分なトルクを確保して、ドラムＤの回転不良の発生を防止する。
【００４５】
なお、一実施の形態と同様に、第一スイッチには近接スイッチ３１以外のスイッチを利用することも可能であり、第二スイッチおよび第三スイッチについてもリレースイッチ以外のスイッチを用いることも可能である。
【００４６】
また、上記した各実施の形態における変更機構Ｔは、上記した構成に限定されるものでははく、信号の入力時に油圧モータＭの容量を小さくするように斜板１７の傾転角を変更できるものであればよいので、たとえば、電動アクチュエータを用いてもよい。
【００４７】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のミキサ車のドラムを回転駆動するドラム回転装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，４０ ドラム回転装置
３ ガバナレバー
４ リンク機構
５ 被検知板
１０ 管路
１１ 方向切換弁
１１ａ 方向切換弁におけるアンロードポジション
１１ｂ，１１ｃ 方向切換弁における連通ポジション
１１ｄ 方向切換弁における切換レバー
１２ リリーフ管路
１３，１４ リリーフ弁
１５ タンク
１６ チャージポンプ
１７ 斜板
１８，１９ シリンダ
２０ ばね
２１ 切換弁
２１ａ 切換弁における弁体
２１ｂ 切換弁における供給ポジション
２１ｃ 切換弁における排出ポジション
２１ｄ 切換弁におけるばね
２２ 制御弁
２２ａ 制御弁における弁体
２２ｂ 制御弁におけるオンポジション
２２ｃ 制御弁におけるオフポジション
２２ｄ 制御弁におけるばね
２２ｅ 制御弁における弁駆動用ソレノイド
２３ パイロット通路
３０ 信号線
３１ 第一スイッチとしての近接スイッチ
３１ａ センサ部
３１ｂ スイッチ部
３２ 第二スイッチとしてのリレースイッチ
３３ 圧力センサ
３４ アンプ
４１ ストッパ
４２ 第一コイル励磁線
４３ 第二コイル励磁線
４４ 第三スイッチとしてリレースイッチ
５０ ソレノイドにおけるソレノイド本体
５１ ソレノイドにおけるプランジャ
５２ ソレノイドにおける第一コイル
５３ ソレノイドにおける第二コイル
Ｂａｔ 信号源としての電源
Ｄ ドラム
Ｅ エンジン
Ｇ ガバナ
Ｌ 調節レバー
Ｍ 油圧モータ
Ｐ 油圧ポンプ
Ｓ ソレノイド
Ｔ 変更機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミキサ車に回転自在に搭載されてドラムを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータと、ミキサ車のエンジンによって駆動されて油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧モータの傾転角を変更する変更機構と、エンジン回転速度を調節する調節レバーとを備えたドラム回転装置において、変更機構は、信号線を介して信号源からの信号が入力されると油圧モータの容量を小さくするように設定され、信号線の途中に第一スイッチと第二スイッチとを設け、第一スイッチは、調節レバーがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度からドラム回転速度上限に対応する上限回転速度より低い所定回転速度までに調節する範囲内にある場合に閉じるように設定され、第二スイッチは、油圧ポンプの吐出圧力が所定の閾値以下であると閉じるように設定されることを特徴とするドラム回転装置。
【請求項２】
第一コイルへの通電によって伸長し第二コイルへの通電によって収縮する自己保持型のソレノイドと、ソレノイドによって駆動されるストッパとを備え、ソレノイドが伸長した状態で調節レバーの側面がストッパに衝合すると、エンジン回転速度を所定回転速度以上とする範囲への調節レバーの回転操作を妨げるストッパ機構を設け、第一コイルは、油圧ポンプの吐出圧力が上記所定の閾値以下となると通電され、第二コイルは、第一スイッチおよび第二スイッチが閉じていると通電されることを特徴とする請求項１に記載のドラム回転装置。
【請求項３】
調節レバーは、ミキサ車に揺動自在に取り付けられ、当該調節レバーに円弧状の被検知板を設け、第二スイッチは、調節レバーがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から上記所定回転速度までに調節する範囲内にある場合に被検知板に対向して被検知体の接近によりスイッチ動作する近接スイッチであることを特徴とする請求項１または２に記載のドラム回転装置。
【請求項４】
信号線は、変更機構を下流として、その途中で上流側から、第二コイルへ接続される第二コイル励磁線と、第一コイルへ接続される第一コイル励磁線とに分岐され、信号線の途中であって第二コイル励磁線と第一コイル励磁線との間に第一スイッチと第二スイッチを設け、第二コイル励磁線の途中に油圧ポンプの吐出圧力が上記所定の閾値以下となると閉じる第三スイッチを設けたことを特徴とする請求項２または３に記載のドラム回転装置。
【請求項１】
ミキサ車に回転自在に搭載されてドラムを回転駆動する二段階に容量可変の油圧モータと、ミキサ車のエンジンによって駆動されて油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧モータの傾転角を変更する変更機構と、エンジン回転速度を調節する調節レバーとを備えたドラム回転装置において、変更機構は、信号線を介して信号源からの信号が入力されると油圧モータの容量を小さくするように設定され、信号線の途中に第一スイッチと第二スイッチとを設け、第一スイッチは、調節レバーがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度からドラム回転速度上限に対応する上限回転速度より低い所定回転速度までに調節する範囲内にある場合に閉じるように設定され、第二スイッチは、油圧ポンプの吐出圧力が所定の閾値以下であると閉じるように設定されることを特徴とするドラム回転装置。
【請求項２】
第一コイルへの通電によって伸長し第二コイルへの通電によって収縮する自己保持型のソレノイドと、ソレノイドによって駆動されるストッパとを備え、ソレノイドが伸長した状態で調節レバーの側面がストッパに衝合すると、エンジン回転速度を所定回転速度以上とする範囲への調節レバーの回転操作を妨げるストッパ機構を設け、第一コイルは、油圧ポンプの吐出圧力が上記所定の閾値以下となると通電され、第二コイルは、第一スイッチおよび第二スイッチが閉じていると通電されることを特徴とする請求項１に記載のドラム回転装置。
【請求項３】
調節レバーは、ミキサ車に揺動自在に取り付けられ、当該調節レバーに円弧状の被検知板を設け、第二スイッチは、調節レバーがエンジン回転速度をアイドリング状態の回転速度から上記所定回転速度までに調節する範囲内にある場合に被検知板に対向して被検知体の接近によりスイッチ動作する近接スイッチであることを特徴とする請求項１または２に記載のドラム回転装置。
【請求項４】
信号線は、変更機構を下流として、その途中で上流側から、第二コイルへ接続される第二コイル励磁線と、第一コイルへ接続される第一コイル励磁線とに分岐され、信号線の途中であって第二コイル励磁線と第一コイル励磁線との間に第一スイッチと第二スイッチを設け、第二コイル励磁線の途中に油圧ポンプの吐出圧力が上記所定の閾値以下となると閉じる第三スイッチを設けたことを特徴とする請求項２または３に記載のドラム回転装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−９１７２９（Ｐ２０１２−９１７２９Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２１７６（Ｐ２０１０−２４２１７６）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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