JP4777927B2

JP4777927B2 - ドラムコントローラ

Info

Publication number: JP4777927B2
Application number: JP2007080588A
Authority: JP
Inventors: 哲男笠原
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2008238905A

Description

この発明は、ミキサ車のドラムを駆動制御する制御装置へ信号を送信するドラムコントローラの改良に関する。

制御対象をオペレータの操作によって制御する場合、制御対象を駆動制御する制御装置にオペレータの意図を伝達するのに、コントローラを用いることが一般的である。

そして、特に制御対象が回転体である場合、当該回転体の制御にあっては、直感的なインターフェースとして、コントローラが回転操作可能なダイヤルを備えており、このようなコントローラの場合、回転操作が可能なダイヤルと、このダイヤルの回転位置を検知するポテンショメータとを備えており、ポテンショメータが回転体を制御する制御装置へダイヤルの回転位置に応じた信号を出力することで、回転体の回転方向と回転速度をオペレータの意図に沿うように駆動できるようになっている（特許文献１，２参照）。
実開平０５−８７２５号公報（図１）特開２００１−１４９６５１号公報（図１）

ところで、ミキサ車では、モルタルやレディミクストコンクリート等（以下、「生コン」という）を生コン工場から工事現場まで運搬する必要性から車体フレームに回転駆動されるドラムを搭載し、このドラムは、運搬中は生コンの品質劣化および固化を防止するために正転されて生コンを絶えず攪拌し、工事現場に到着すると生コンを排出するために逆転される。

したがって、ドラムは作業工程によって回転方向や回転速度が異なり、作業工程に応じてオペレータがドラムの回転方向および回転速度を調節することが可能なようにミキサ車ではダイヤル付きのドラムコントローラを搭載している。

従来のコントローラでは、オペレータの意図を正確に制御装置に伝達し、オペレータの意図どおりに制御対象を駆動させることが可能であるので、ドラムコントローラとして使用することも不可能ではないが、このような従来のコントローラを用いてミキサ車のドラムを駆動制御するには、以下の不都合がある。

すなわち、ドラムコントローラは、精密機械を操作するのではないので乱雑に扱われてオペレータのダイヤル操作時にダイヤルに過剰な横荷重が作用する場合が多いが、従来のコントローラでは、ダイヤルに作用する横荷重が直接ポテンショメータの検出シャフトに伝達されてしまう構造となっているため、当該検出シャフトに過大な曲げ荷重が負荷され曲がってしまい、ダイヤルの回転位置を正確に検出することができなくなって、ドラムの回転駆動操作に支障を来たしてしまう虞がある。

また、ドラム内には生コンを積載され、ミキサ車は大量に水を扱うとともに、絶えず塵や埃が舞うような工事現場で作業を強いられる車両であり、ドラムコントローラは、過酷な条件下での使用に耐えられなければならないが、従来のコントローラには、過酷な条件下での使用を前提にしていないため、そのような配慮が一切無い。

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、乱雑な使用によってもドラムの回転駆動操作に支障を来たすことが無いドラムコントローラを提供することであり、さらに、他の目的は、過酷な条件下での使用に耐えうるドラムコントローラを提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明は、ケースに回転可能に取付けられるダイヤルと、ケース内に収容されるとともにダイヤルに連結されてダイヤル回転位置に応じた信号をミキサ車のドラムを駆動制御する制御装置へ出力するポテンショメータとを備えたドラムコントローラにおいて、ダイヤルが一端にフランジを備えたダイヤルシャフトとダイヤルシャフトの他端に連結される碗状の操作ヘッドとを有し、ケースはダイヤルシャフトの外周を回転自在に軸支するとともにダイヤルシャフトのフランジと操作ヘッドの内周との間で挟持される筒部を備え、ポテンショメータ本体から回転可能に突出する検出シャフトがダイヤルシャフトの一端に設けた嵌合孔に遊嵌されてなることを特徴とする。

本発明のドラムコントローラによれば、ダイヤルを回転自在に軸支するケースにおける筒部が当該ダイヤルのダイヤルシャフトおよび操作ヘッドによって挟持されて、ダイヤルに横力が作用しても筒部で当該横力を受けることができるとともに、ポテンショメータの検出シャフトダイヤルシャフトの一端に設けた嵌合孔に遊嵌されることによって、ダイヤルシャフトに作用した横力が検出シャフトに伝達されないから、検出シャフトが曲がってしまうことがない。

それゆえ、このドラムコントローラによれば、乱雑に扱われる過酷な環境化での使用によっても、ダイヤルの回転位置を正確に検出することができなくなってしまうことがなく、ドラムの回転駆動操作に支障を来たしてしまうような虞がない。

また、オペレータによる意図を正確に制御装置へ伝達する事が可能であるので、オペレータの意思と制御装置の制御にずれが生じてしまう虞もないので、誤ったドラム操作を引き起こしてしまう心配が無い。

さらに、ダイヤルシャフトの中心に嵌合孔に通じる通孔を設けて、操作ヘッドの中心部を貫通して通孔に螺着されるボルトによって操作ヘッドとダイヤルシャフトとを連結し、ケース内面に固定されて検出シャフトの挿通を許容するとともにポテンショメータ本体を収容するソケットを備えたプレートを設け、ポテンショメータ本体が当該ソケット内に収容されるとともに樹脂モールドによってプレートと一体化され、操作ヘッドとケースの筒部との間と、操作ヘッドとボルトとの間と、プレートの検出シャフトより外周側とケース内面との間に、それぞれシール部材を介装する場合には、ケースの筒部とプレートとで形成される空間が密封状態とされ、この空間内に水や塵、埃等の浸入が防止されて、ポテンショメータが水や埃に晒されることがなく、ミキサ車のドラムの回転操作用という過酷な使用条件下に耐えることが可能となる。

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。図１は、一実施の形態におけるドラムコントローラの平面図である。図２は、一実施の形態におけるドラムコントローラのＡＡ矢視一部拡大断面図である。図３は、一実施の形態におけるドラムコントローラのＢＢ断面図である。

一実施の形態におけるドラムコントローラＣは、図１から図３に示すように、ケース１と、ケース１に回転自在に取付けられたダイヤル２と、ケース１内に収容されるとともにダイヤル２に連結されてダイヤル２の回転位置に応じた信号をミキサ車の図示しないドラムを駆動制御する図外の制御装置へ出力するポテンショメータ３とを備えて構成されている。

他方、制御装置は、ドラムを駆動する油圧モータと油圧モータに作動油を供給する油圧ポンプの両方を制御することでドラムの駆動制御を行うようになっており、図示はしないが、オペレータによるダイヤル操作の結果のダイヤル回転位置に応じてポテンショメータが出力する信号に基づいて、ドラムの回転方向と回転速度を選択あるいは演算して求め、求めたドラムの回転方向と回転速度を実現するように油圧モータと油圧ポンプを制御するようになっている。

そして、制御装置は、ポテンショメータ３が出力する信号から得られるダイヤル２の回転位置に応じてドラムを回転駆動し、この場合、ダイヤル２を図１に記載した中立位置に維持する場合にドラムを停止状態に維持し、ダイヤル２を中立位置から右方に捻るとドラムを生コンの投入および攪拌が可能な投入回転（正転）させ、逆に、左方に捻るとドラムを生コンの排出が可能な排出回転（逆転）させるとともに、捻り度合いに応じてドラムの回転速度を調節するようになっている。

また、このドラムコントローラＣの場合、非常停止ボタン４を備えて、非常停止ボタン４のオペレータによる押圧によって制御装置へ非常停止信号を出力するようになっており、非常停止信号を受け取ると制御装置はドラムの回転駆動を他の制御処理に優先して停止するようになっている。

なお、制御装置は、具体的には、ミキサ車が走行中であるか否かを検出する車速検出手段や、パーキングブレーキがかけられているかいないかの状態を検知する検知手段とを備えて、ミキサ車が走行中であると判断すると、ドラムを駆動する油圧モータと油圧モータに作動油を供給する油圧ポンプを制御して排出回転させないように設定されてもよい。

以下、ドラムコントローラＣの各部について詳細に説明すると、ケース１は、図２および図３に示すように、上側ケース５と、下側ケース６とを備えて、螺子締結によって一体化され内部が中空とされている。

また、上側ケース５の中間部には、外方側へ突出するように立ち上がる外筒８と、外筒８の図２中上端に連なって図２中下方側へ垂下される内筒９とを備えて二重筒構造とされた筒部７が設けられており、内筒９は、外筒８に連なる大径部９ａと大径部９ａの下方に連なり小径とされる小径部９ｂとを備えて構成されている。さらに、上側ケース５には、凹部１０が設けられており、この凹部１０の内周から筒部７の外筒８が立ち上がるようになっている。

そして、上側ケース５の内面には、検出シャフト３ｂの挿通を許容する挿通孔１２とポテンショメータ本体３ａを収容する筒状のソケット１３とを備えたプレート１１が取付けられている。

このプレート１１は、挿通孔１２の外周側に上側ケース５の凹部１０の裏側に設けた環状溝１４に対向する凸部１５を備えており、上側ケース５にプレート１１を螺子締結等によって固定すると、凸部１５の図２中上面が上側ケース５の環状溝１４内に装着されたシール部材たるＯリング１６および環状溝１４の周辺部に当接するようになっており、上側ケース５とプレート１１との間は、上記Ｏリング１６によってシールされている。

さらに、このプレート１１には、図３に示すように、同一円周上に等間隔を以って図３中上面から開口してソケット１３の肉厚を貫く二つの孔１７，１７が設けられており、この孔１７，１７内には、それぞれ、有底筒状のハウジング１８と、ハウジング１８に収容されつつハウジング１８の開口部から一部が突出する球体１９と、球体１９とハウジング１８の底部との間に介装されて球体１９をハウジング１８から突出する方向へ附勢するバネ２０とを備えたプランジャ２１が装着されている。なお、ハウジング１８の底部は図中上下動可能な遊底とされており、孔１７，１７に螺着されるセットスクリュー２２，２２で底部を押してバネ２０，２０の附勢力を調節可能なようになっている。

また、ポテンショメータ３は、ポテンショメータ本体３ａと、ポテンショメータ本体３ａに回転自在に設けられてダイヤル２に連結される検出シャフト３ｂとを備えて、ボリューム（可変抵抗器）を構成している。

検出シャフト３ｂの先端となる図２中上端は、二面幅形状とされており、後述するダイヤルシャフト２３の嵌合孔２３ａ内に若干遊びを持って嵌めこまれる、すなわち、遊嵌されるようになっている。

このポテンショメータは、検出シャフト３ｂをプレート１１の挿通孔１２に挿通するとともにポテンショメータ本体３ａをプレート１１におけるソケット１３内に収容し、当該ポテンショメータ本体３ａを樹脂モールドによってソケット１３に固定して、プレート１１と一体化されている。なお、ソケット１３は図２中右端に切欠１３ａを備えており、この切欠１３ａを介して樹脂モールドされたポテンショメータ本体３ａから延びて外部の制御装置へ接続される信号線３ｃの挿通が許容され、また、上述したソケット１３の肉厚を貫く孔１７，１７は、ポテンショメータ本体３ａをモールドするモールド樹脂Ｍで封止される。

つづいて、ダイヤル２は、一端にフランジ２４を備えたダイヤルシャフト２３と、ダイヤルシャフト２３の他端に連結される碗状の操作ヘッド２５とを備えており、操作ヘッド２５の中心部を貫通してダイヤルシャフト２３の中心に設けた通孔２６に嵌着されるインサートナット２７に螺合されるボルト２８によってダイヤルシャフト２３とを操作ヘッド２５とが連結されて一体化されている。

詳しくは、ダイヤルシャフト２３は、上側ケース５の筒部７の内筒９の小径部９ｂによって外周が回転自在に軸支され、一端に設けたフランジ２４の途中には段部２４ａが設けられ、さらに、フランジ２４の最外周の図３中下端側にはダイヤル２が中立位置にあるときにプランジャ２１，２１の球体１９，１９に対向する窪み２４ｂ，２４ｂが設けられ、当該窪み２４ｂ，２４ｂとプランジャ２１，２１とでダイヤル２を中立位置に位置決め可能なディテント機構が構成されている。

このように、プランジャ２１，２１を同一円周上に等間隔を以って設けて球体１９，１９をフランジ２４に当接させているので、ディテント機構によってダイヤルシャフト２３に偏荷重を作用させることがなく、ダイヤルシャフト２３の回転操作に必要なトルクに変動を生じさせない。なお、セットスクリュー２２，２２でバネ２０，２０の附勢力を調節可能であるので、製造過程で確実にダイヤルシャフト２３への偏荷重の作用を阻止することができる。

また、ダイヤルシャフト２３には、図２中下端中心部から開口する嵌合孔２３ａが設けられており、この嵌合孔２３ａには上述のように検出シャフト３ｂが遊嵌されるため、嵌合孔２３ａの形状は、検出シャフト３ｂの先端の挿通を許容するとともに検出シャフト３ｂにダイヤルシャフト２３の回転を伝達可能な形状とされ、具体的には、検出シャフト３ｂの二面幅形状の先端に若干の遊びを持って符合する形状とされている。

他方、操作ヘッド２５は、碗状とされて、上側ケース５の筒部７を覆うことができるようになっており、この操作ヘッド２５とダイヤルシャフト２３とをボルト２８によって螺子締結すると、操作ヘッド２５の内面が上記した筒部７の図２中上端となる外筒８と内筒９との境の上面に摺接するとともに、ダイヤルシャフト２３の段部２４ａが内筒９の小径部９ｂの下面に摺接して、これら操作ヘッド２５とダイヤルシャフト２３とで筒部７を挟持することになって、ダイヤル２は筒部７に殆どガタつくことなく回転することができるようになっている。

また、ダイヤル２を上側ケース５の筒部７に上記の如く回転可能に取付けているので、ダイヤル２に横力が作用しても、上側ケース５の筒部７で当該横力を受けることができる。

なお、操作ヘッド２５とダイヤルシャフト２３との一体化に際し、ダイヤルシャフト２３の通孔２６に直接ボルト２８が螺着される螺子溝を設けるようにしてもよいが、操作ヘッド２５およびダイヤルシャフト２３を樹脂材料で形成しているため、螺子溝の変形によって操作ヘッド２５とダイヤルシャフト２３との一体化が困難となる事態を避けるため金属製のインサートナット２７を用いている。

そして、さらに、操作ヘッド２５の中央部のボルト２８が挿通される孔２５ａの外周に連なる環状溝２５ｂとボルト２８の頭部２８ａとの間には、シール部材たるＯリング２９が介装されており、操作ヘッド２５とボルト２８との間がシールされ、またさらに、内筒９の小径部９ｂと大径部９ａとの境の段部に載置されるシール部材たる環状のパッキン３０で筒部７とダイヤルシャフト２３と間がシールされている。

したがって、このドラムコントローラＣにあっては、上側ケース５の筒部７とプレート１１とで形成される空間は、Ｏリング１６，２９、パッキン３０およびポテンショメータ本体３ａをソケット１３に固定するモールド樹脂Ｍによって、密封状態とされ、この空間内に水や塵、埃等の浸入が防止されており、ポテンショメータ３が水や埃に晒されることがなく、ミキサ車のドラムの回転操作用という過酷な使用条件下に耐えることが可能となる。

また、上記した上側ケース５の筒部７とプレート１１とで形成される空間を密封するようにしたので、上側ケース５と下側ケース６との間の長い全周に亘ってシール部材を配置する必要がなく、その分、安価にシールすることができ、製造コストも低減することができる。

またさらに、操作ヘッド２５の外縁内周部と筒部７の外筒８の基端の外周との間には、環状のダストシール３１が装着されており、砂、塵および埃のパッキン３０側への侵入を確実に防止して、パッキン３０と摺接する筒部７やダイヤルシャフト２３との間に砂、塵および埃が侵入することが防止され、パッキン３０におけるシール性能の劣化を抑制することが可能となる。

このように構成されたドラムコントローラＣにあっては、上述のように、ダイヤル２を回転自在に軸支するケース１における筒部７が当該ダイヤル２のダイヤルシャフト２３および操作ヘッド２５によって挟持されて、ダイヤル２に横力が作用しても筒部７で当該横力を受けることができるとともに、ポテンショメータ３の検出シャフト３ｂがダイヤルシャフト２３の一端に設けた嵌合孔２３ａに遊嵌されることによって、ダイヤルシャフト２３に作用した横力が検出シャフト３ｂに伝達されないから、検出シャフト３ｂが曲がってしまうことがない。

それゆえ、このドラムコントローラＣによれば、乱雑に扱われる過酷な環境化での使用によっても、ダイヤル２の回転位置を正確に検出することができなくなってしまうことがなく、ドラムの回転駆動操作に支障を来たしてしまうような虞がない。

さらに、このドラムコントローラＣによれば、生コンや大量の水を取り扱うミキサ車に設置され、さらには、絶えず塵や埃が舞うような過酷な使用環境で使用されても、シール部材たるＯリング１６，２９、パッキン３０およびポテンショメータ本体３ａをソケット１３に固定するモールド樹脂Ｍによって、電子機器であるポテンショメータ３が水や塵、埃から隔離されて侵される心配が無いので、過酷な使用環境での使用に充分に耐えることができ、ミキサ車のドラムコントローラとして最適である。

また、各部のシール部材たるＯリング１６，２９、パッキン３０によって、ケース１の筒部７に対するダイヤル２の回転方向の操作に対して摺動抵抗を与えることができ、操作感に剛性を与えるとともに、球体１９，１９が窪み２４ｂ，２４ｂに侵入していない状態、すなわちダイヤル２のディテント機構が機能していない状態においてもダイヤル２を任意の位置に位置決めることができる。

また、上記ディテント機構によってダイヤル２に偏荷重を作用させないので、これによっても、ポテンショメータ３の検知シャフト３ｂに偏荷重を作用させてしまうことがなく、さらに、ダイヤル２の傾きを防止してパッキン３０およびダストシール３１の緊迫力に偏りが生じることがないため、ダイヤル２の筒部７に対する回転方向の摺動抵抗が過剰となってダイヤル操作がしづらくなってしまうことがない。

なお、ポテンショメータ３の信号は、外部の制御装置に出力できるようにしておけばよいので、この実施の形態のように、信号線３ｃを介する有線で信号を出力してもよいし、信号を送信することが可能な送信機を設けて無線で制御装置に信号を出力するようにしてもよい。

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。

一実施の形態におけるドラムコントローラの平面図である。一実施の形態におけるドラムコントローラのＡＡ矢視一部拡大断面図である。一実施の形態におけるドラムコントローラのＢＢ断面図である。

符号の説明

１ケース
２ダイヤル
３ポテンショメータ
３ａポテンショメータ本体
３ｂ検出シャフト
３ｃ信号線
４非常停止ボタン
５ケースにおける上側ケース
６ケースにおける下側ケース
７筒部
８外筒
９内筒
９ａ大径部
９ｂ小径部
１０凹部
１１プレート
１２プレートにおける挿通孔
１３プレートにおけるソケット
１３ａソケットにおける切欠
１４上側ケースにおける環状溝
１５プレートにおける凸部
１６，２９シール部材たるＯリング
１７ソケットにおける孔
１８プランジャにおけるハウジング
１９プランジャにおける球体
２０プランジャにおけるバネ
２１プランジャ
２２セットスクリュー
２３ダイヤルにおけるダイヤルシャフト
２３ａダイヤルシャフトにおける嵌合孔
２４ダイヤルシャフトおけるフランジ
２４ａフランジにおける段部
２４ｂフランジにおける窪み
２５ダイヤルにおける操作ヘッド
２５ａ操作ヘッドにおける孔
２５ｂ操作ヘッドにおける環状溝
２６ダイヤルシャフトおける通孔
２７インサートナット
２８ボルト
２８ａボルトの頭部
３０シール部材たるパッキン
３１ダストシール
Ｃドラムコントローラ
Ｍモールド樹脂

Claims

ケースに回転可能に取付けられるダイヤルと、ケース内に収容されるとともにダイヤルに連結されてダイヤル回転位置に応じた信号をミキサ車のドラムを駆動制御する制御装置へ出力するポテンショメータとを備えたドラムコントローラにおいて、ダイヤルが一端にフランジを備えたダイヤルシャフトとダイヤルシャフトの他端に連結される碗状の操作ヘッドとを有し、ケースはダイヤルシャフトの外周を回転自在に軸支するとともにダイヤルシャフトのフランジと操作ヘッドの内周との間で挟持される筒部を備え、ポテンショメータ本体から回転可能に突出する検出シャフトがダイヤルシャフトの一端に設けた嵌合孔に遊嵌されてなることを特徴とするドラムコントローラ。
検出シャフトの先端は二面幅形状とされるとともに、嵌合孔の形状が検出シャフトの先端の挿通を許容するとともに検出シャフトにダイヤルシャフトの回転を伝達可能な形状とされてなることを特徴とする請求項１に記載のドラムコントローラ。
ダイヤルシャフトの中心に嵌合孔に通じる通孔を設けて、操作ヘッドの中心部を貫通して通孔に螺着されるボルトによって操作ヘッドとダイヤルシャフトとを連結し、ケース内面に固定されて検出シャフトの挿通を許容するとともにポテンショメータ本体を収容するソケットを備えたプレートを設け、ポテンショメータ本体が当該ソケット内に収容されるとともに樹脂モールドによってプレートと一体化され、操作ヘッドとケースの筒部との間と、操作ヘッドとボルトとの間と、プレートの検出シャフトより外周側とケース内面との間に、それぞれシール部材を介装したことを特徴とする請求項１または２に記載のドラムコントローラ。
ケース内に同一円周上に等間隔を以って少なくとも二つ以上設置されてダイヤルシャフト側へ附勢されてダイヤルシャフトのフランジに当接する球体と、ダイヤルシャフトのフランジに設けた球体の侵入を可能とする窪みとでディテント機構を構成してなる請求項１から請求項３のいずれかに記載のドラムコントローラ。