(57)【要約】【課題】トラックミキサー車のドラムの排出効率を向上させ、排出時間の短縮化をはかる。【解決手段】  トラックミキサー車のドラムの排出端の排出路の断面積を一様にするか、前記断面積を排出側に向かって漸増させる。  さらに、ブレード付円筒シュートをドラム排出端内で回転させたり、排出端ドラムとブレード及び円筒シュートを一体構造でドラム本体端部とは独立に回転支持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックシャーシ上で、軸心が傾斜して回転自在に設けたドラムの内壁に帯状の螺旋体を所定間隔で固着してブレードを形成したドラムにおいて、排出口近傍のブレード内径にコンクリート等の投入用円筒シュートを固着し、前記ドラムの内壁と円筒シュート及びブレードの形成する排出路の断面積を少なくとも同一か、排出口に向かって漸増させたことを特徴とするトラックミキサー車のドラム。
【請求項２】
円筒シュート部のブレードのピッチを同一または排出口に向かって漸増し、前記円筒シュート部分のドラムの内壁を円筒シュートと平行にしたことを特徴とする請求項１に記載のトラックミキサー車のドラム。
【請求項３】
ドラム排出端部にドラム本体のブレードと独立のブレードと円筒シュートを一体として、前記端部の内壁内で回転自在に支持したことを特徴とするトラックミキサー車のドラム。
【請求項４】
ドラム本体と独立した排出端ドラムとブレード及び円筒シュートとを一体構造として、ドラム本体端部に回転自在に支持したことを特徴とするトラックミキサー車のドラム。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車載型ミキサー車のドラムの排出効率を大きくし、排出時間を短縮するドラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載型ミキサー車のドラムは、排出端部が円錐形に縮径し、ブレードの間隔（ピッチ）も漸減したものが殆どで、生コンクリートの需要現場で排出に時間がかかっていた。この滞留時間が生コンクリートの性状に悪影響していた。これは、ドラムの排出端部の排出路の断面積が排出口に向かって徐々に縮小しているため、排出生コンクリートがドラムの回転につれてブレード面を巻き上がり、一つ前のブレード間に逆戻りすることによるものと考えられる。
【０００３】
また構造上、ブレードの内径に生コンクリートの投入用の円筒シュートが円筒形か円錐形をして、排出時の生コンクリートがその外周に接触する場合は、せん断力が発生して付加排出抵抗が生じドラムの回転につれて生コンクリートがブレード面を巻き上がる割合が大きくなり、一つ前のブレード間に逆戻りする割合も大きくなるものと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように従来のトラックミキサー車のドラムは生コンクリートの排出に時間がかかるという問題点があった。本発明は生コンクリートの排出時に、生コンクリートの巻き上がりをできるだけ少なくして生コンクリートの逆戻りを少なくし、さらに構造的に排出効率が大きく、排出時間を短縮化した車載型ミキサー車のドラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の係わるトラックミキサー車の
ドラムは、トラックシャーシ上で、軸心が傾斜して回転自在に設けたドラムの内壁に帯状の螺旋体を所定間隔で固着してブレードを形成したドラムにおいて、排出口近傍のブレード内径にコンクリート等の投入用円筒シュートを固着し、前記ドラムの内壁と円筒シュート及びブレードの形成する排出路の断面積を少なくとも同一か、排出口に向かって漸増させたものである。
【０００６】
本発明の請求項２に係わるトラックミキサー車のドラムは、円筒シュート部のブレードのピッチを同一または排出口に向かって漸増し、前記円筒シュート部分のドラムの内壁を円筒シュートと平行にしたものである。
【０００７】
本発明の請求項３に係わるトラックミキサー車のドラムは、ドラム本体のブレードと独立させて、ドラム排出端部に排出路を形成したブレードと円筒シュートを一体として、前記端部の内壁内で回転自在に支持したものである。
【０００８】
本発明の請求項４に係わるトラックミキサー車のドラムは、ドラム本体と独立した排出端ドラムとブレード及び円筒シュートとを一体構造として、ドラム本体端部に回転自在に支持したものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上に述べたごとく、請求項１はドラム排出端のドラム内面と円筒シュート及びブレードとで形成する生コンクリート排出路の断面積を同一にするか排出口向かって漸増することにより、生コンクリートの排出効率を大きくし、排出時間を短縮することができる。
【００１０】
請求項２はトラックミキサー車のドラムの形状を大幅に変更することなく排出路の断面積を同一にできる実施例を示す。
【００１１】
請求項３はトラックミキサー車のドラムの排出端のブレードと円筒シュートを一体構造としてドラム排出端部の内壁内で独立回転するもので、回転数で排出量の調整が容易で排出効率を大きくできる。  
【００１２】
請求項４はトラックミキサー車のドラムの端部に独立回転できる排出端ドラムとブレード及び円筒シュートを一体構造として回転支持したもので、回転数で排出量の調整ができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、生コンクリートが上記のドラム端の排出路でブレードを巻き上がる角度を偏角δとし、この角度の計算式を導入して、本発明のドラムの偏角δを計算してみる。図１はドラム排出端部が円筒状で、計算に用いる寸法、記号の説明を示す。図１の（ａ）は側面図、（ｂ）はドラム底面、（ｃ）はドラム端部の断面を示す。
記号の説明
Ap：生コンクリートとブレード押し側との接触面積
At：生コンクリートとブレード引きずり側との接触面積   
Ar：生コンクリートと接触する円筒シュートの表面積
Ab：生コンクリートと接触するドラム内壁面の面積
R：ドラム内半径（Db/2）
Ro：コンクリートの重心半径
H：ブレード高さ
Pn：ブレードの推力
W：コンクリートの重さ
e：ブレード厚さ
t：ブレードピッチ
αb：ブレード外径のねじれ角
αm：ブレード平均径のねじれ角
αr：ブレード内径のねじれ角
τ：コンクリートとドラム材料とのせん断応力
（i）軸方向力の釣り合い
PnAp・cosαm＝τAp・sinαm＋τAt・sinαm＋τAb・sinαb＋τAr・sinαr＋Wsinφ
＝τ[Ap・sinαm＋At・sinαm＋Ab・sinαb＋Ar・sinαr]＋Wsinφ・・（１）
（ii）回転力の釣り合い
PnAp・sinαm(R−H/2)＝−τAp・cosαm(R−H/2)−τAt・cosαm(R−H/2)
−τAb・cosαbR−τAb・cosαbR−τAr・cosαr(R−H)＋WcosφsinδRo・・（２）
C1＝R/(R−H/2)
C2＝(R−H)/(R−H/2)    
C3＝Ro/(R−H/2) とおいて式（２）を式（１）で除し整理して式（３）で偏角δを表す。
sinδ＝X/Y                                                    ・・（３）
ただし、
分子X= {(Ap+At)/ cosαm+Ab(C1・cosαｂ+sinαb・tanαm)                        +Ar(C2・cosαr+sinαr・tanαm)}+(W/τ)sinφtanαm 
分母Y=(W/τ)C3・cosφ                               
【００１４】
偏角δが大きくなると排出コンクリートが回転ドラムのブレードに付着して巻き上げられ、一つ手前のブレード間に落下して逆流し排出効率が小さくなる。ドラム排出口の抵抗が大きくなると、ドラム中央部の生コンクリート質量圧およびドラムの回転ブレードで押し出し圧力が作用し、式（３）においてWが相殺されて偏角δが大きくなることがわかる。また、生コンクリートとドラム材料とのせん断応力τが大きくなると偏角δは大きくなることを表している。
【００１５】
計算例を示すためにドラム排出端の諸元を仮定するが、排出路の断面積（ドラム内壁、ブレード、円筒シュートで囲まれた断面積）は同一とする。ブレードは２条（２重）ねじとし，ブレード外周のねじれ角αｂ=１４°となる寸法関係とする。ドラム内壁径Db＝１、ブレード平均径Dm＝０．７６５Db、円筒シュートの外径Dr＝０．５３Db、ブレードリード２t＝０．７８３３Db、ブレード１ピッチ間のブレード有効幅(t−e)＝０．３８５Db、生コンクリートとドラム材料とのせん断応力τ＝０．２kP（=２g/cm2=０．０２t/m2）、軸心傾斜角φ＝１６°とする。  
【００１６】
生コンクリートがドラム端部の半断面まで入っているとし、排出断面積が同一として排出付加抵抗が作用しないものとする。１ピッチ間の力の釣り合いで偏角を計算する。Db＝１ｍ場合の計算例では、生コンクリートの偏角の計算値はδ＝１８．７°となる。Db＝１．６２５ｍの計算例では、偏角の計算値はδ＝１４．６°となる。
【００１７】
排出部のブレードと円筒シュート及びドラムの形成する排出断面積が同一でその前後の外力のない時は、１ピッチ間の偏角δは１８．７°以下であることを示す。偏角δが単純にピッチに比例して大きくなるとすると、ブレードと円筒シュートの長さが２．２ピッチとすると偏角δ＝４１．１４°となる。排出断面積が漸縮している等により排出抵抗が生じると、押出力が発生することになる。仮に、式（３）のWが相殺されて約１／２になるとすると、１ピッチ間の偏角の計算値δ＝３０°となる。上記と同様に２．２ピッチとすると偏角δ＝６６°となる。
【００１８】
排出路が漸縮すると生コンクリートが排出しづらくなり、排出抵抗が増加し、偏角δが大きくなって排出時間がかかることになる。
【００１９】
図２はドラム１がシャーシ２上に軸心が傾斜して回転自在の設けられている。ブレード３、 ３’と円筒シュート５で囲まれた排出路断面積４を少なくとも同一とするために排出端ドラム６を円筒シュート５に平行としたものを示す。７はホッパである。
【００２０】
図２の円筒シュート５の代わりに、少々円錐形状にしてもよい。この場合、排出路の断面積を同一にするためにドラム内径寸法やブレードのリードを決めることができる。
【００２１】
排出路の断面積を同一にする代わりに、排出端に向かって排出路の断面積を漸増すると排出抵抗を小さくできる。
【００２２】
図３はドラム排出端の円筒シュート付ブレード３をドラム内で回転させる実施例を示す。ブレード３の端部外周の固着部１４で回転環９と固着し、回転環９は軸受８を介してドラム端部１’に支持されている。回転環９は回転環９に取り付けられた大鎖車１０と駆動源１３の小鎖車１１にチェーン１２を巻き掛けて回転される。ドラム端部１’と回転環９の間にはシール１６が設けられている。スキマ１５はドラム１側のブレード３端面とドラム端部１’のブレード３端面が干渉しないように設けられている。
【００２３】
図３は回転環９により回転させるものを示したが、円筒シュートを軸受けして回転しても同一の効果を得る。
【００２４】
図４は排出端ドラム１７、ブレード３、円筒シュート５が一体としてドラム１の端部に対して独立回転する実施例を示す。排出端ドラム１７はドラム１とは独立していて、軸受８によりドラム１の端部に回転自在に支持されている。排出端ドラム１７とブレード３、円筒シュート５は一体構造で、排出端ドラム１７は大鎖車１０が固定され、駆動源１３の小鎖車１１とはチェーン１２で巻き掛け伝導駆動される。スキマ１５はドラム１側のブレード３端面と排出端ドラム１７側ブレード３端面が干渉しないように設けられている。１６はシールである。
【００２５】
図３、図４はドラム１とは独立して少なくともブレード３と円筒シュート５を一体構造としたスクリューを回転させる構造となり、あたかもドラム１にスクリューポンプを取り付けた効果を発揮し、その回転数で排出量の調整ができる。排出量を大きくすれば、生コンクリートの劣化、ドラムへの付着などの悪影響が少なくなる。
【００２６】
図３、４に示すブレードと円筒シュート等の回転数で排出量の調整ができるドラムの場合は、ドラム排出端部の径は小さくても所定の排出量を得ることができるので、ドラム円錐部の縮径の割合を大きくでき、コンパクトなドラムにできる。
【００２７】
図３、４に示すブレードと円筒シュート等をドラムと独立回転させるタイプでは，トラックの登坂道などで運搬中の生コンクリートがドラムの排出端から洩れないように，ブレードと円筒シュート等を逆回転させることによりドラム内への押込み圧力を発生させることができる．
【００２８】
駆動源１３はドラム１の外部に設けた例で示したが、ドラム１上に設けてもよい。ドラムの回転数、ブレードと円筒シュート等の回転数及び回転方向は任意に調整できる。
【００２９】
本発明のトラックミキサー車は、生コンクリートの他に産業廃棄物の汚泥、泥状体等の運搬と排出にも使用することができる。
【００３０】
図３、図４において、大鎖車１０、小鎖車１１、チェーン１２の駆動方式に限定するものではない。ブレード３に固着している円筒シュート５の長さは同じでなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】計算式導入用のドラム端部の説明図で、(a)は側面図、(b)はドラムの底面、(c)はドラム端部の断面を示す。
【図２】トラックミキサー車のドラム排出端部の説明図である。
【図３】円筒シュートとブレードの一体構造をドラム排出端部内で回転自在にした説明図である。
【図４】ドラム端部に独立の排出端ドラム、円筒シュート、ブレードの一体構造をドラム本体端部に回転自在に支持した説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ドラム
２シャーシ
３ブレード
４排出路の断面積
５円筒シュート
６ドラム排出端
７ホッパ
８軸受
９回転環
１０大鎖車
１１小鎖車
１２チェーン
１３駆動源
１４固着部
１５スキマ
１６シール
１７排出端ドラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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