专利名称：搅拌鼓驱动装置的制作方法混凝土搅拌运输车是一种车辆，其在以旋转自如的方式搭载于台架的搅拌鼓内装载灰衆、预拌混凝土(ready-mixed concrete)等液状混凝土,并自预拌混凝土工厂搬运到施工现场。为了防止液状混凝土的品质劣化及固化，混凝土搅拌运输车在搬运液状混凝土时使搅拌鼓进行正向旋转，利用设置在搅拌鼓内的多个螺旋状叶片搅拌液状混凝土。此外，混凝土搅拌运输车构成为，通过使搅拌鼓朝与正向旋转相反的方向旋转而能够排出搅拌鼓内的液状混凝土。当到达混凝土浇注现场时，混凝土搅拌运输车使搅拌鼓进行反向旋转而向浇注场所供给液状混凝土。在上述这种混凝土搅拌运输车中，在排出预拌混凝土之前需要始终使搅拌鼓进行旋转。作为搅拌鼓的驱动源，一般使用混凝土搅拌运输车的发动机。具体地说，经由PTO(Power Take Off)向液压泵传递发动机的动力，并向液压马达供给自液压泵喷出的工作油，利用由工作油驱动的液压马达的旋转来驱动搅拌鼓并使该搅拌鼓进行旋转。在仅通过发动机来驱动搅拌鼓的搅拌鼓驱动装置中，在欲使搅拌鼓进行高速旋转的情况等之下需要提高发动机的转速。若以此方式提高发动机的转速，则会产生噪音，并且增加燃料消耗。此外，在向搅拌鼓内装载液状混凝土的期间，出于防止固化等理由而需要继续使搅拌鼓旋转，从而不能使发动机停止。因此，在浇注现场中，即使是在因等待排出顺序而使混凝土搅拌运输车停车时,也需要继续驱动发动机。在JP2007 - 278430A及JP2003 — 301802A中，公开有一种搅拌鼓驱动装置，该搅拌鼓驱动装置配合着发动机所进行的对主液压泵的驱动，利用电动机驱动副液压泵，从而驱动搅拌鼓并使该搅拌鼓进行旋转。
在JP2007 - 278430A所公开的搅拌鼓驱动装置中，虽然通过利用以电动机驱动的副液压泵对以发动机驱动的主液压泵进行辅助，从而能够抑制噪音的产生、燃料消耗的增加，但为了驱动电动机，需要从混凝土搅拌运输车的电池向电动机供给电力。由于需要较大电力来驱动装载有预拌混凝土的搅拌鼓并使其进行旋转，因此仅使用利用发动机旋转来发电的交流发电机对电池进行充电是不够的，必须频繁地从商用电源进行电池的充电。此外，在JP2003 - 301802A所公开的搅拌鼓驱动装置中，为了确保较大电力，除了车辆的交流发电机还搭载有发电机。在这种搅拌鼓驱动装置中，不仅混凝土搅拌运输车重量增重，还必须确保发电机的安装空间。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种较轻的搅拌鼓驱动装置，即使不频繁地使用商用电源来进行电源的充电，该搅拌鼓驱动装置也能够使用电动机来驱动搅拌鼓并使该搅拌鼓进行旋转。根据本发明的某一方式，提供一种搅拌鼓驱动装置，其用于驱动在混凝土搅拌运输车的台架上所搭载的搅拌鼓并使该搅拌鼓进行旋转，该搅拌鼓驱动装置包括:液压马达，其用于驱动上述搅拌鼓而使该搅拌鼓进行旋转；第I液压泵，其由混凝土搅拌运输车的发动机来驱动，而能够向上述液压马达供给工作油；电动机，其作为驱动源或发电机而发挥功能；电源，其与上述电动机相连接;第2液压泵，其能够基于上述电动机的驱动力而向上述液压马达供给工作油；以及分流阀，其用于对自上述第I液压泵喷出的工作油进行分流，而将该工作油供给至上述液压马达与上述第2液压泵；上述第2液压泵由经由分流阀供给的工作油驱动，从而驱动上述电动机进行旋转；上述电动机在被上述第2液压泵驱动而进行旋转的情况下进行发电，并将所产生的电力供给至上述电源。以下，参照附加的附图详细说明本发明的实施方式及优点。图1是本发明的实施方式的搅拌鼓驱动装置的概略结构图。图2是搭载在混凝土搅拌运输车的台架上的搅拌鼓的后视图。图3是设置在搅拌鼓驱动装置上的第2换向阀的概略结构图。
参照图1，说明搅拌鼓驱动装置S。搅拌鼓驱动装置S包括:搅拌鼓M ;液压马达I，其用于驱动搅拌鼓M并使该搅拌鼓M旋转；第I液压泵2，其由混凝土搅拌运输车V的发动机E来驱动，并能够向液压马达I供给工作油(压力油);第2液压泵3，其能够向液压马达I供给工作油；电动机4，其用于驱动第2液压泵3 ;以及分流阀5，其用于对自第I液压泵2喷出的工作油进行分流，并向液压马达I与第2液压泵3供给。液压马达I是能够进行双向旋转的马达。液压马达I具有供工作油穿过的正向旋转侧口 Ia及反向旋转侧口 lb。正向旋转侧口 Ia及反向旋转侧口 Ib通过环状的第I供给通路6而与第I液压泵2相连接。自第I液压泵2喷出的工作油经由液压马达I而向第I液压泵2返回，在第I供给通路6中循环。第I供给通路6包括:正向旋转侧供给通路6a，其用于连接液压马达I的正向旋转侧口 Ia与第I液压泵2 ;以及反向旋转侧供给通路6b，其用于连接液压马达I的反向旋转侧口 Ib与第I液压泵2。液压马达I构成为:若自正向旋转侧口 Ia接受工作油的供给则正向旋转，从而驱动搅拌鼓M并使该搅拌鼓M正向旋转，若自反向旋转侧口 Ib接受工作油的供给则反向旋转，从而驱动搅拌鼓M并使该搅拌鼓M反向旋转。另外，也可以在液压马达I与搅拌鼓M之间设置减速机。第I液压泵2是能够调整工作油的喷出量的可变容量型活塞泵。第I液压泵2经由PT07与混凝土搅拌运输车V的发动机E相连结，借助发动机E的动力被驱动并进行旋转。若利用发动机E进行驱动，则第I液压泵2朝单向喷出工作油。为了利用单向喷出型的第I液压泵2使液压马达I向双方向进行旋转，在第I供给通路6的中途设置用于切换工作油的流动方向的第I换向阀8。第I换向阀8既可以相对于第I液压泵2独立设置，也可以内置于第I液压泵2。第I换向阀8是三位四通的换向阀。第I换向阀8包括:正向旋转位置8a，其经由正向旋转侧供给通路6a向液压马达I的正向旋转侧口 Ia输送第I液压泵2的工作油；反向旋转位置8b，其经由反向旋转侧供给通路6b向液压马达I的反向旋转侧口 Ib输送第I液压泵2的工作油；以及切断位置Sc，其用于切断液压马达I与第I液压泵2之间的连接。第2液压泵3与液压马达I及用于贮存工作油的罐体9 一起设置在环状的第2供给通路10上。罐体9中的自第2液压泵3喷出的罐体工作油经由液压马达I向罐体9返回，在第2供给通路10中循环。第2供给通路10包括:低压通路10a，其用于连接罐体9与第2液压泵3 ;高压通路10b，其用于连接第2液压泵3与液压马达I的正向旋转侧口 Ia ；以及返回通路10c，其用于连接液压马达I的反向旋转侧口 Ib与罐体9。高压通路IOb的一部分管路和返回通路IOc的一部分管路与第I供给通路6的管路共用。另外，为了容易理解，在图1中以实线示出第I供给通路6，以点划线示出第2供给通路10。第2液压泵3与电动机4相连结。第2液压泵3在由电动机4驱动的情况下将自罐体9吸入的工作油喷出。此外，第2液压泵3在接受工作油的供给而被驱动的情况下，驱动电动机4并使该电动机4进行旋转。电动机4是附带直流电刷的电动机，并以仅朝单向旋转的方式与电源B相连接。若开关11接通而自电源B供给电力，则电动机4驱动第2液压泵3并使该第2液压泵3进行旋转。若利用电动机4来驱动第2液压泵3，则第2液压泵3能够经由第2供给通路10向液压马达I的正向旋转侧口 Ia供给工作油。在第2液压泵3接受工作油的供给而被驱动的情况下，电动机4基于第2液压泵3的驱动力进行旋转而发电。如此，电动机4不仅作为用于驱动第2液压泵3的驱动源而发挥功能，还作为被第2液压泵驱动并进行发电的发电机而发挥功能。由电动机4发出的电力通过充电电路12而供给至电源B。由此使电源B进行充电。另外，电源B也利用借助发动机旋转来发电的交流发电机进行充电。分流阀5是用于对自第I液压泵2喷出的工作油进行分流的构件，包括流入通口5a、优先通口 5b、以及剩余通口 5c。分流阀5使向流入通口 5a供给的工作油分开，流向优先通口 5b与剩余通口 5c这两个端口。分流阀5在向流入通口 5a流入的工作油的流量不足恒定流量的情况下，仅从优先通口 5b排出工作油，在工作油的流量超过恒定流量的情况下，自优先通口 5b排出恒定流量的工作油，并且自剩余通口 5c排出剩余部分的工作油。这样，分流阀5包括压力补偿用的分流滑阀5e及设置于优先通口 5b侧的可变节流阀5d,从而构成使工作油优先于剩余通口 5c而流向优先通口 5b的优先型分流阀。另外，分流阀5并不限定于上述优先型的构造，也可以仅将工作油的流向分流成两个流向。分流阀5设置于分流回路13的中途。分流回路13包括:导入通路13a，其向分流阀5的流入通口 5a引导工作油；驱动通路13b，其将分流阀5的优先通口 5b连接于第I供给通路6的正向 旋转侧供给通路6a ;以及再生通路13c，其将分流阀5的剩余通口 5c连接于第2供给通路10的高压通路10b。在驱动通路13b中设置有止回阀13d，在再生通路13c中设置有止回阀13e。由此，驱动通路13b成为仅容许工作油的自优先通口 5b朝向正向旋转侧供给通路6a的流动的单向通路，再生通路13c成为仅容许工作油自剩余通口 5c朝向高压通路IOb的流动的单向通路。在第I供给通路6与第2供给通路10的中途，设置有用于切换工作油流动方向的第2换向阀14。第2换向阀14配置为横向切断第I供给通路6的正向旋转侧供给通路6a及反向旋转侧供给通路6b、第2供给通路10的低压通路10a、高压通路IOb及返回通路IOc0如图3所示，第2换向阀14是三位i^一通的换向阀。第2换向阀14包括总计i^一个端口 Pl P11。端口 Pl与液压马达I侧的高压通路IOb相连接，端口 P7与第2液压泵3侧的高压通路IOb相连接。端口 P2与第2供给通路10的返回通路IOc的端部相连接。端口 P3与第I液压泵2侧的正向旋转侧供给通路6a相连接，端口 P9与液压马达I侧的正向旋转侧供给通路6a相连接。端口 P4与第I液压泵2侧的反向旋转侧供给通路6b相连接，端口Pio与液压马达I侧的反向旋转侧供给通路6b相连接。端口 P5与穿过反向旋转侧供给通路6b的再生返回通路16 (参照图1)的端部相连接。端口 P6与罐体9侧的低压通路IOa相连接，端口 Pll与第2液压泵3侧的低压通路IOa相连接。端口 P8与分流回路13的导入通路13a的端部相连接。此外，第2换向阀14包括:第I供给位置14a，其向液压马达I仅供给自第I液压泵2喷出的工作油；再生位置14b，其经由分流阀5向液压马达I及第2液压泵3供给自第I液压泵2喷出的工作油；以及第2供给位置14c，其向液压马达I仅供给自第2液压泵3喷出的工作油。在第I供给位置14a，端口 P1、端口 P5及端口 P8被关闭，端口 P2与端口 P7相连通，从而高压通路IOb与返回通路IOc相连接，端口 P3与端口 P9相连通，从而正向旋转侧供给通路6a呈连通状态，端口 P4与端口 PlO相连通，从而反向旋转侧供给通路6b呈连通状态，端口 P6与端口 Pll相连通，从而低压通路IOa呈连通状态。因而，在第2换向阀14的位置位于第I供给位置14a的情况下，仅自第I液压泵2喷出的工作油穿过正向旋转侧供给通路6a而供给至液压马达I。此时，即使电动机4对第2液压泵3进行驱动，自第2液压泵3喷出的工作油也自高压通路IOb流向返回通路10c，不经由液压马达I地向罐体9返回。在再生位置14b，端口 P1、端口 P2、端口 P6、端口 P7及端口 P9被关闭，端口 P3与端口 P8相连通，从而正向旋转侧供给通路6a与导入通路13a相连接，端口 P4与端口 PlO相连通，从而反向旋转侧供给通路6b呈连通状态，端口 P5与端口 Pll相连通，从而低压通路IOa与再生返回通路16相连接。因而，在第2换向阀14的位置处于再生位置14b的情况下，自第I液压泵2喷出的工作油自正向旋转侧供给通路6a流向导入通路13a，经由分流阀5向液压马达I与第2液压泵3供给。通过第2液压泵3后的工作油穿过低压通路IOa与再生返回通路16而流入到反向旋转侧供给通路6b，并与通过液压马达I后的工作油一起向第I液压泵2返回。另外，再生返回通路16具有止回阀19，从而在使搅拌鼓M反向旋转的情况下，工作油不会自反向旋转侧供给通路6b流入到再生返回通路16。在第2供给位置14c，端口 P3、端口 P4、端口 P5、端口 P8及端口 P9被关闭，端口 Pl与端口 P7相连通，从而高压通路IOb呈连通状态，端口 P2与端口 PlO相连通，从而反向旋转侧供给通路6b与返回通路IOc相连接，端口 P6与端口 Pll相连通，从而低压通路IOa呈连通状态。因而，在第2换向阀14的位置处于第2供给位置14c的情况下，仅第2液压泵3经由低压通路IOa自罐体9吸入后喷出的工作油经由高压通路IOb而仅供给到液压马达I。通过液压马达I后的工作油经由返回通路IOc而返回到罐体9。此时，第I液压泵2与液压马达I之间的连接被切断。另外，在本实施方式中，虽然第2换向阀14由一个换向阀构成，但也可以使用多个换向阀来实现第2换向阀14的功能。如图1所示，在搅拌鼓驱动装置S中设置有选择杆17，以使混凝土搅拌运输车V的操作者能够选择搅拌鼓M的旋转模式。操作者向点划线箭头的方向操作选择杆17，从而能够选择搅拌鼓M的旋转模式。在搅拌鼓M的旋转模式中，具有:投入模式M1，其用于使搅拌鼓M高速地进行正向旋转；搅拌模式M2，其用于使搅拌鼓M低速地正向旋转；以及排出模式M3，其用于使搅拌鼓M高速地反向旋转。另外，在搅拌模式M2中包含普通搅拌模式与再生搅拌模式这两个模式，普通搅拌模式及再生搅拌模式也根据选择杆17的位置来进行选择。选择杆17经由连接件等与发动机E的调速器相连结，并设定为在选择杆17被操作至投入模式Ml或排出模式M3的情况下，发动机E的转速上升，搅拌鼓M进行高速旋转。上述搅拌鼓驱动装置S还具有控制器18，该控制器18用于控制第I换向阀8与第2换向阀14等的动作。控制器18根据选择杆17的位置而响应度对用于切换第I换向阀8、第2换向阀14的位置的螺线管等致动器进行控制。在投入模式Ml中，第I换向阀8的位置切换至以使液压马达3进行正向旋转的方式供给工作油的位置8a，第2换向阀14的位置切换至向液压马达I仅供给自第I液压泵2喷出的工作油的第I供给位置14a。与此相对，在排出模式M3中，第I换向阀8的位置切换至以使液压马达3进行反向旋转的方式供给工作油的位置8a，第2换向阀14的位置切换至向液压马达I仅供给自第I液压泵2喷出的工作油的第I供给位置14a。因而，在投入模式Ml及排出模式M3中，仅利用由发动机E驱动的第I液压泵2来驱动搅拌鼓M并使该搅拌鼓M旋转。在搅拌模式M2中的普通搅拌模式中，第I换向阀8的位置切换至以使液压马达I进行正向旋转的方式供给工作油的位置8a，第2换向阀14的位置切换至向液压马达I仅供给自第2液压泵3喷出的工作油的第2供给位置14c，开关11被接通，电动机4被驱动。在普通搅拌模式中，由于向电动机4供给恒定的电流，因此液压马达I以恒定速度旋转。由此，搅拌鼓M基于电动机4的驱动力而以恒定速度进行正向旋转。在搅拌模式M2中的再生搅拌模式中，第I换向阀8的位置切换至以使液压马达I进行正向旋转的方式供给工作油的位置8a，第2换向阀14的位置切换至对自第I液压泵2喷出的工作油进行分流的再生位置14b。在再生搅拌模式中，自第I液压泵2喷出的工作油经由分流阀5而供给到液压马达I与第2液压泵3。液压马达I接受工作油的供给，使搅拌鼓M进行正向旋转。第2液压泵3接受工作油的供给，使电动机4进行旋转。由此，电动机4进行发电，并将电动机4所发出的电力供给至电源B。在再生搅拌模式中，自第I液压泵2喷出的工作油被分流阀5分流而供给到液压马达I。由于分流阀5是优先使恒定流量的工作油流向优先通口 5b的优先型分流阀，因此，若设定空转时的发动机转速，以使自第I液压泵2喷出的工作油的流量达到恒定流量以上，则即使自第I液压泵2喷出的工作油的喷出流量因发动机的转速的不同而改变，也能够自分流阀5的优先通口 5b向液压马达I供给恒定流量的工作油。由此，不拘发动机E的转速，都能够使搅拌鼓M以恒定速度旋转。在混凝土搅拌运输车V行驶的过程中，若发动机E的转速上升，自第I液压泵2喷出的工作油的流量超过恒定流量，则剩余的工作油自分流阀5的剩余通口 5c供给到第2液压泵3，电动机4基于第2液压泵3的驱动力而发电，对电源B进行充电。由于设定了空转时的发动机转速，以使自第I液压泵2喷出的工作油的流量达到恒定流量以上，因此在再生搅拌模式中，剩余工作油始终供给到第2液压泵3，对电源B进行充电。另外，也可以在第I液压泵2中设置用于自动调整第I液压泵2的斜板的倾斜角的调整机构，以便不拘于发动机转速地使工作油的喷出流量恒定。在这种情况下，通过将自第I液压泵2喷出的工作油的喷出流量设定为恒定流量以上，也能够不拘于发动机E的转速地使搅拌鼓M以恒定速度旋转。此外，由于剩余工作油向第2液压泵3供给，因此能够利用剩余工作油对电源B进行充电。在本实施方式的搅拌鼓驱动装置S中，由于在电动机4中利用自发动机E所驱动的第I液压泵2喷出的工作油来发电，且所产生的电力被供给到电源B，因此，与以往的搅拌鼓驱动装置相比较，用于对电源B进行充电的发电量增加。由此，能够减少使用商用电源对电源B进行充电的频率。此外，由于电动机4不仅作为用于驱动第2液压泵3的驱动源而发挥功能，还作为对电源B进行充电的发电机而发挥功能，因此，不需要为了驱动电动机4而另外设置由发电机E驱动的发电机，从而能够实现搅拌鼓驱动装置S的轻量化。如上所述，由于不在台架C上另外搭载发电机，因此不会导致预拌混凝土的装载量的降低。因而，根据 搅拌鼓驱动装置S，能够减轻装置重量，即使不频繁地利用商业电源进行电源B的充电，也能够使用电动机4来驱动搅拌鼓并使该搅拌鼓进行旋转。在搅拌鼓驱动装置S中，由于仅在使搅拌鼓M旋转来进行搅拌的情况下，自第I液压泵2向第2液压泵3供给工作油，并利用电动机4对电源B进行充电，因此在使搅拌鼓M高速旋转的投入时、排出时，不用向电动机4分配发动机E的动力，能够抑制投入旋转及排出旋转时的噪音的产生以及燃料消耗的恶化。在搅拌鼓驱动装置S中，由于分流阀5是使恒定流量的工作油优先流向液压马达I的优先型分流阀，因此能够不拘于发动机E的转速地使搅拌鼓M以恒定速度旋转，能够在第I液压泵2的喷出流量达到恒定流量以上的情况下使发动机4发电。因而，不会浪费发动机E的能量源。搅拌鼓驱动装置S包括:第I供给通路6，其向液压马达I供给自第I液压泵2喷出的工作油；第I换向阀8，其能够对自第I液压泵2喷出的工作油的朝向液压马达I供给的供给方向进行切换 ’第2供给通路10，其向液压马达I供给自第2液压泵3喷出的工作油，以使搅拌鼓M旋转来进行搅拌；以及第2换向阀14，其设置于第I供给通路6与第2供给通路10的中途。第2换向阀14包括 第I供给位置14a，在该位置向液压马达I仅供给自第I液压泵2喷出的工作油；再生位置14b，在该位置经由分流阀5向液压马达I及第2液压泵3供给自第I液压泵2喷出的工作油；以及第2供给位置14c，在该位置向液压马达I仅供给自第2液压泵3喷出的工作油。由此，能够以相对简单的结构利用发动机E使搅拌鼓M进行投入旋转或者排出旋转，此外，能够利用电动机4使搅拌鼓M以旋转的方式进行搅拌，或者一边利用发动机E使搅拌鼓M以旋转的方式进行搅拌一边对电源B进行充电。虽然本实施方式的搅拌鼓驱动装置S构成为使用选择杆17来选择普通搅拌模式与再生搅拌模式，但并不限于该结构。也可以利用选择杆17仅选择普通搅拌模式，在电源B的充电量较少的情况下切换第I换向阀8及第2换向阀14，以形成再生搅拌模式。电源B的充电量是基于设置在电源B中的充电量监视传感器的检测信号来判断的。另外，在电源B的充电量恢复到足以对电动机4进行驱动的量的情况下，切换第I换向阀8及第2换向阀14，以便自再生搅拌模式变为普通搅拌模式,并且使开关11接通,对电动机4进行驱动。虽然本实施方式的搅拌鼓驱动装置S仅在使搅拌鼓M旋转来进行搅拌的情况下自第I液压泵2向第2液压泵3供给工作油，并利用电动机4对电源B进行充电，但也可以在使搅拌鼓M进行投入旋转或排出旋转的情况下向第2液压泵3供给工作油，并利用电动机4对电源B进行充电。以上，虽然说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。本申请基于2011年3月24日向日本专利局申请的JP2011 — 065504主张优先权，参照该申请的全部内容而将其引入到本说明书中。


本发明提供一种搅拌鼓驱动装置。该搅拌鼓驱动装置包括液压马达，其用于驱动搅拌鼓而使该搅拌鼓进行旋转；第1液压泵，其由发动机驱动，而能够向液压马达供给工作油；电动机；电源，其与电动机相连接；第2液压泵，其能够基于电动机的驱动力向液压马达供给工作油；以及分流阀，其用于对自第1液压泵喷出的工作油进行分流，而将该工作油供给至液压马达与第2液压泵；第2液压泵利用工作油驱动电动机进行旋转，电动机在被第2液压泵驱动而进行旋转的情况下发电，对电源进行充电。