(57)【要約】【課題】電磁吸着部を地面に対して傾斜させた状態で鉄材料を吊り上げた場合においても、鉄材料の重量を高精度で計測できるリフティングマグネット作業機械の荷重測定装置を提供する。【解決手段】リフティングマグネット作業機械の荷重測定装置として、荷重を測定する３つ以上のピン型ロードセルを備えている。そして、ピン型ロードセルの中心軸を荷重測定方向に垂直な平面に投影した線分のうち、少なくとも３つの線分が、平行な線分を含まないように配設している。【選択図】図６
2014198610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節式アームと、前記関節式アームの先端に、前記関節式アームに対して回動自在に取り付けた装着部と、前記装着部に取り付けられ、磁性体を電磁石により吸着する電磁吸着部と、を備えた作業機械に設けられ、
前記装着部と前記電磁吸着部との間に３つ以上設置され、前記装着部と前記電磁吸着部とを連結するとともに前記装着部と前記電磁吸着部との間に作用する荷重を測定する、荷重測定方向が略一致した状態で設けられたピン型ロードセルを備え、前記電磁吸着部が吸着した磁性体の重量を測定する荷重測定装置であって、
前記ピン型ロードセルの中心軸を前記荷重測定方向に垂直な平面に投影した線分のうち、少なくとも３つの線分が、平行な線分を含まないように前記ピン型ロードセルを配設することを特徴とする作業機械の荷重測定装置。
【請求項２】
前記荷重測定装置の荷重測定方向と鉛直方向とのなす角度を検知する角度検知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の作業機械の荷重測定装置。
【請求項３】
前記ピン型ロードセルの中心軸を前記荷重測定方向に垂直な平面に投影した線分のうち、互いに平行でない何れか３つの線分の中心点を通る円を形成したとき、前記円に対して前記３つの線分が交差するように、前記ピン型ロードセルを配設することを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械の荷重測定装置。
【請求項４】
前記装着部と前記電磁吸着部との間に取付板を、更に備え、３つ以上の前記ピン型ロードセルを、前記装着部と前記電磁吸着部との間に代えて、前記装着部と前記取付板との間に設けて前記装着部と前記取付板とを連結し、前記電磁吸着部を前記取付板に対して付け外し自在に固定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機械の荷重測定装置。
【請求項５】
前記作業機械は、走行体と、前記走行体上に設けられた旋回体と、前記旋回体に回動自在に設けられたブームと、を備え、前記関節式アームを前記ブームの先端に回動自在に設けた自走式の作業機械であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の荷重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業用機械が有する関節式アームの先端に取り付けられたリフティングマグネットにより吊り上げられた、鉄スクラップなどの被吊り上げ物の重量を計測する、リフティングマグネット作業機械の荷重測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
関節式アームを備えた作業機械において、関節式アームの先端に、電磁気力で鉄材料を磁着させるリフティングマグネットを取り付け、資材置き場に保管されている鉄スクラップなどの鉄材料を吊り上げて、運搬用の車両などに搭載させることがある。
【０００３】
このように、関節式クレーンに吸着装置を設けて鉄材料を吸着させる場合、吸着した鉄材料の重量が大きすぎて作業用機械が転倒するのを防止したり、鉄材料がどれだけ車両に搭載されたかを算出するため、関節式クレーンの先端に荷重計測装置を設け、吊り上げた鉄材料の重量を荷重計測装置で計測することが知られている。
【０００４】
荷重計測装置は、例えば、ピン型のロードセルを関節式クレーンの先端と吸着装置との間に設け、ロードセルに生じたひずみを計測して吊り上げられた鉄材料の重量を計測する。関節式アームの先端部に２本のピン型ロードセルを介してリフティングマグネットを回動自在に固定して、磁着した鉄材料の荷重を測定する装置が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１１１８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば鉄スクラップが、資材置き場に山状に積み上げられている場合、関節式アームの先端にリフティングマグネットを取り付けたリフティングマグネット作業機械では、リフティングマグネットを、鉄材料の山の斜面に沿うよう傾斜させ、その状態でリフティングマグネットに鉄材料を吸着させて、運搬用の車両に搭載することがある。
【０００７】
通常、ピン型ロードセルは、リフティングマグネットの磁着面と垂直な方向に荷重計測方向が設置されている。したがって、磁着面、つまり荷重測定装置が傾斜していると、荷重測定装置が測定した値に誤差を生じることがある。そこで、関節式アームの角度を調節し、磁着面を水平に近い状態に設定して荷重を測定することを行っている。
【０００８】
又、荷重測定装置の傾斜角度に対応して荷重の測定値に補正を行い、作業の効率を低下させることなく荷重測定することも行われている。
【０００９】
ピン型ロードセルは、関節式アーム側と、リフティングマグネット側の、両側の取付片（ブラケット）に接するように設置されるが、ピン型ロードセルのスラスト方向（軸方向）には完全には固定されず、可動範囲を有するため、ピン型ロードセルのスラスト方向にある程度大きな力が働くと、両側の取付片どうしが接触して、ロードセルを介さず直接力が働くことになる。
【００１０】
図１５に、ピン型ロードセル２２０を２本設置した場合の、一方のロードセルの側断面図を示す。ピン型ロードセル２２０が２本であると、水平の状態からリフティングマグネットを傾けた場合、図１５に示すように、リフティングマグネット側の取付片２００と関節式アーム側の取付片２１０どうしが接触する問題がある。
【００１１】
このようなピン型ロードセルのスラスト方向の力は、取付片２００と取付片２１０間に摩擦力を生じさせ、ピン型ロードセル２２０による荷重測定にも影響を及ぼして誤差を生じさせる。
【００１２】
引用文献１に開示されている装置では、２本のピン型ロードセルを、関節式アームの可動方向に対して垂直に設置していて、関節式アームが鉛直面内で動作している場合には上記の問題は生じないが、傾斜地で運転するなどして、傾斜面内で関節式アームが動作している場合（換言すれば、関節式アームの関節軸が水平でない場合）には、重力のスラスト方向成分が大きくなると、上記の誤差が生じて、傾斜角度に応じた補正を行っても、傾斜方向によっては、摩擦力による誤差を解消することができないことがあった。
【００１３】
本発明は、リフティングマグネットを水平面に対して傾斜させた状態で、鉄材料（鉄スクラップ）を吊り上げた場合においても、リフティングマグネットの傾斜方向にかかわらず、鉄材料の重量を高い精度で計測できる作業機械の荷重測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明では、作業機械の荷重測定装置を、次のように構成した。作業機械は、関節式アームと、前記関節式アームの先端に、前記関節式アームに対して回動自在に取り付けた装着部と、前記装着部に取り付けられ、磁性体を電磁石により吸着する電磁吸着部（リフティングマグネット）とを備えている。
【００１５】
荷重測定装置は、装着部と電磁吸着部との間に設置され、前記装着部と前記電磁吸着部とを連結するとともに前記装着部と前記電磁吸着部との間に作用する荷重を測定する、荷重測定方向が略一致した状態で設けられた３つ以上のピン型ロードセルを備えている。
【００１６】
更に、荷重測定装置は、前記ピン型ロードセルを、前記ピン型ロードセルの中心軸を前記荷重測定方向に垂直な平面に投影した線分のうち、少なくとも３つの線分が互いに平行な線分を含まないように配設している。
【００１７】
前記荷重測定装置の荷重測定方向と鉛直方向とのなす角度を検知する角度検知手段を有することが好ましい。
【００１８】
前記ピン型ロードセルの中心軸を前記荷重測定方向に垂直な平面に投影した線分のうち、互いに平行でない何れか３つの線分の中心点を通る円を形成したとき、前記円に対して前記３つの線分が交差するように、前記ピン型ロードセルを配設することが好ましい。
【００１９】
前記装着部と前記電磁吸着部との間に取付板を、更に備え、３つ以上の前記ピン型ロードセルを、前記装着部と前記電磁吸着部との間に代えて、前記装着部と前記取付板との間に設けて前記装着部と前記取付板とを連結し、前記電磁吸着部を前記取付板に対して付け外し自在に固定することが好ましい。
【００２０】
前記作業機械は、走行体と、前記走行体上に設けられた旋回体と、前記旋回体に回動自在に設けられたブームと、を備え、前記関節式アームを前記ブームの先端に回動自在に設けた自走式の作業機械であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の荷重測定装置によれば、電磁吸着部を水平面に対して傾斜させた状態で被吊上げ物を吊り上げた場合であっても、その傾斜方向にかかわらず、吊り上げられた被吊上げ物の重量を高い精度で計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる荷重測定装置を取り付けたリフティングマグネット作業機械を示す側面図。
【図２】同荷重測定装置を示す側面図。
【図３】同荷重測定装置を示す正面図。
【図４】同荷重測定装置を示す平面図。
【図５】同荷重測定装置を分解して示す分解側面図。
【図６】同荷重測定装置を分解して示す分解斜視図。
【図７】図６とは逆側の視点から同荷重測定装置を分解して示す分解斜視図。
【図８】同荷重測定装置の装着部の下面を示す底面図。
【図９】同荷重測定装置の取付板の上面を示す平面図。
【図１０】同荷重測定装置の取付板の下面を示す底面図。
【図１１】同荷重測定装置の電磁吸着部の上面を示す平面図。
【図１２】第２実施形態の荷重測定装置の一部を示す平面図。
【図１３】第３実施形態の荷重測定装置を示す側面図。
【図１４】ピン型ロードセルを示す側断面図。
【図１５】従来のピン型ロードセルを示す側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態にかかる荷重測定装置１０について説明する。図１は、本発明の第１実施形態の荷重測定装置１０を、関節式アーム１０６の先端に取り付けたリフティングマグネット作業機械を示す側面図である。図２は、荷重測定装置１０を示す側面図である。図３は、荷重測定装置１０を正面から示す正面図である。図４は、荷重測定装置１０の上面を示す平面図である。図５は、荷重測定装置１０を分解して示す分解側面図である。図６は、荷重測定装置１０を分解して示す分解斜視図である。図７は、分解した荷重測定装置１０を、図６に示した方向と逆の側から示す分解斜視図である。図８は、装着部１２の下面を示す底面図である。図９は、取付板２２の下面を示す平面図である。図１０は、取付板２２の上面を示す底面図である。図１１は、電磁吸着部２０の上面を示す平面図である。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１に示すリフティングマグネット作業機械１００は、油圧シャベルを基本としたリフティングマグネット作業機械であり、履帯１０２を有する走行体１０４と、関節式アーム１０６を有する旋回体１０８とを備えている。
【００２５】
旋回体１０８は、走行体１０４の上部に、走行体１０４に対して垂直な軸周りに旋回自在に設けてある。旋回体１０８は、関節式アーム１０６と、ブーム１２０と、ディーゼルエンジン等の駆動機構１１０と、駆動機構１１０により駆動される油圧機構１１２と、運転席１１４とを備えている。走行体１０４は、油圧機構１１２により履帯１０２が周回駆動し、リフティングマグネット作業機械１００を走行させる。
【００２６】
ブーム１２０は、旋回体１０８に、上下方向に回動自在に取り付けてあり、油圧シリンダ１２１により回動する。ブーム１２０の先端部には、関節式アーム１０６が回動自在に取り付けてある。関節式アーム１０６には、油圧シリンダ１２３が連結しており、油圧シリンダ１２３の作動により関節式アーム１０６はブーム１２０に対して回動する。尚、関節式アーム１０６とブーム１２０との全体を関節式アームと呼ぶこともある。
【００２７】
ブーム１２０を旋回体１０８に回動自在に支持している回動支持軸と、関節式アーム１０６をブーム１２０に回動自在に支持している回動支持軸とは、平行に設定してある。したがって、ブーム１２０及び関節式アーム１０６は、旋回体１０８に対して垂直な、同一の平面内で回動動作する。
【００２８】
運転席１１４は、旋回体１０８に取り付けてある。運転席１１４には、リフティングマグネット作業機械１００を運転、操作するための各種の操作手段が設けてある。操作手段には、後述する電磁吸着部２０の作動スイッチが含まれる。又、運転席１１４には、後述する荷重測定装置１０から送られてくる計測値を表示する表示装置１２６、及び制御装置１１５が備えられている。
【００２９】
関節式アーム１０６の先端には、図２、図３にも示すように装着部１２が回動自在に設けられている。装着部１２には、リフティングマグネットとしての電磁吸着部２０が設けられている。
【００３０】
電磁吸着部２０は、内部に電磁コイルを備えた電磁石であり、運転席１１４に設けられた電磁吸着部２０の作動スイッチをオンすると電流が流れ、電磁吸着部２０に電磁力が発生する。リフティングマグネット作業機械１００は、電磁吸着部２０に発生する電磁力により、鉄スクラップ等の鉄材料を吸着し、吊上げ、所定の位置に搬送する。リフティングマグネット作業機械１００は、関節式アーム１０６にバケットを取り付けると、油圧ショベルとしての構成を備えている。関節式アーム１０６の先端には、電磁吸着部２０で吊上げた鉄材料１０１の重量を計測する荷重測定装置１０が設けてある。
【００３１】
次に、荷重測定装置１０について図２〜図１１を用いて説明する。荷重測定装置１０は、装着部１２と、電磁吸着部２０と、装着部１２と電磁吸着部２０との間に設けられる取付板２２と、荷重検知器２４とを備えている。荷重検知器２４とを備えている。ここで、荷重検知器２４は、ピン型ロードセルである。
【００３２】
装着部１２は、関節式アーム１０６やブーム１２０が回動する平面と同一の平面内で、関節式アーム１０６の先端を回動中心軸として油圧シリンダ１２８により任意に回動する。図３中のｇは、関節式アーム１０６の先端部の幅方向の中心を通り、かつ、装着部１２と関節式アーム１０６との間の回動中心軸に垂直な平面である。
【００３３】
装着部１２は、関節式アーム１０６との取り付けに関して、従来の装着部と同様の構成を有している。すなわち、装着部１２は、関節式アーム１０６の先端が回動自在に連結される連結部と、リンク機構１４を介して油圧シリンダ１２８が連結される連結部とを備え、これら連結部により、関節式アーム１０６の先端部に回動自在に連結されている。
【００３４】
具体的には、装着部１２は、円板状で、関節式アーム１０６が取り付けられる側の面（以下、「上面」ともいう）には、図４、図５、図７に示すように２枚の取付片３０が取り付けてある。取付片３０は、図３に示すように平行に設けてあり、その間に関節式アーム１０６の先端部、及びリンク機構１４を介した油圧シリンダ１２８の先端が、それぞれピン結合により取り付けられる。
【００３５】
又、装着部１２の取付板２２が取り付けられる側の面（以下、「下面」ともいう）には、図６、図８に示すように、第１装着部側取付片３２と、第２装着部側取付片３４と、第３装着部側取付片３６とが取り付けてある。第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６とのそれぞれは、平行な２枚の金属板からなり、それぞれを結ぶ線が図８に示すように正三角形ｄを形成する位置に取り付けてある。更に、第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６とは、図８に示すように、装着部１２に、装着部１２の中心点Ｃに向いた等しい角度割りで取り付けられている。
【００３６】
第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６とが形成する正三角形ｄは、第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６とを結ぶ底辺ａが、装着部１２と関節式アーム１０６との回動中心軸と平行に設けられている。又、正三角形ｄは、第１装着部側取付片３２を通る中心線ｂが、装着部１２の先端の中央を通る平面ｇ内に含まれている。
【００３７】
更に、第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６とには、それぞれ荷重検知部用取付孔４０が形成されている。各荷重検知部用取付孔４０は、後述する荷重検知器２４が嵌合する形状に形成してある。
【００３８】
取付板２２は、板状部材である。取付板２２の装着部１２が取り付けられる面（以下、「上面」ともいう）には、図７、図１０に示すように、第１取付板側取付片４２と、第２取付板側取付片４４と、第３取付板側取付片４６とが取り付けてある。第１取付板側取付片４２と第２取付板側取付片４４と第３取付板側取付片４６とは、１枚の金属板で、第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６のそれぞれに対応した位置に取り付けてある。又、第１取付板側取付片４２と第２取付板側取付片４４と第３取付板側取付片４６とは、図１０に示すように、取付板２２に、取付板２２の中心点Ｃに向いた等しい角度割りで取り付けてある。
【００３９】
第１取付板側取付片４２と第２取付板側取付片４４と第３取付板側取付片４６とは、対応する各第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６とのそれぞれの２枚の取付片の間に挿入された際、２枚の取付片との間でほとんど隙間が生じない厚みに形成してある。又、第１取付板側取付片４２と第２取付板側取付片４４と第３取付板側取付片４６とには、それぞれ荷重検知部用取付孔４８が、荷重検知器２４が嵌合する形状に形成してある。
【００４０】
荷重検知器２４は、いわゆるピン型ロードセルと呼ばれる荷重検知器であり、ピン型ロードセルは、荷重をかけることにより生じたひずみをひずみゲージにより検出する。
【００４１】
荷重検知器２４は、第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６とのそれぞれの荷重検知部用取付孔４０、及び第１取付板側取付片４２と第２取付板側取付片４４と第３取付板側取付片４６との各荷重検知部用取付孔４８に、それぞれ挿入されている。装着部１２と取付板２２とは、対応する荷重検知部用取付孔４０と荷重検知部用取付孔４８に挿入された荷重検知器２４により連結している。このように、荷重検知器２４は、それぞれの中心軸を結ぶと、正三角形を形成するように配置してある。これが、特許請求の範囲でいうところの、少なくとも３つの線分が平行な線分を含まないということである。
【００４２】
本実施例では、ピン型ロードセルが３つ設置され、ロードセルの中心軸を荷重測定方向に垂直な平面に投影した線分が正三角形に設置された好ましい例を示したが、二等辺三角形等の正三角形以外の三角形に設置されていてもよい。また、ロードセルが３つ以上で設置されていてもよく、ロードセルが３つ以上設置されている場合は、ロードセルの中心軸を荷重測定方向に垂直な平面に投影した線分のうち少なくとも３つが平行な線分を含まなければよく、一部に平行な線分が含まれていてもよい。
【００４３】
取付板２２の下面には、図６、図９に示すように、第１吸着部側取付片５０と第２吸着部側取付片５２とが設けてある。第１吸着部側取付片５０と第２吸着部側取付片５２とは、平行な二枚の取付片であり、図７、図１１に示す電磁吸着部２０の取付部５４、５４に対応して取付板２２の下面に固定してある。第１吸着部側取付片５０と第２吸着部側取付片５２とは、それぞれの中心線が、装着部１２と関節式アーム１０６及びリンク機構１４とを連結している連結部の中心を通る平面内に含まれる位置に設けてある。
【００４４】
電磁吸着部２０は、前述したように、内部に電磁コイルを備え、運転席１１４に設けられた電磁吸着部用のスイッチをオンすると、電流が流れ電磁吸着部２０に電磁力が生じる。これにより、リフティングマグネット作業機械１００は、鉄スクラップなど、磁力に吸着される磁性体を吊り上げ、適宜搬送する。電磁吸着部２０の取付板２２が取り付けられる面（以下、「上面」ともいう）には、図５、図７、図１１に示すように内部にボルト孔を有する取付部５４が２箇所に設けてある。取付部５４は、第１吸着部側取付片５０と第２吸着部側取付片５２とに対応して形成してあり、取付部５４を、第１吸着部側取付片５０及び第２吸着部側取付片５２の取付片の間に挿し入れ、ボルト孔にボルトを挿入してボルト止めする。図３に、ボルトにより取付板２２と電磁吸着部２０とが連結された状態を示す。
【００４５】
本実施例では、装着部１２と電磁吸着部２０の間に荷重検知器２４を設置する際、作業性をよくするために、取付板を設ける例を示したが、取付板は省略してもよい。すなわち、取付板２２を省略して荷重検知器２４を直接電磁吸着部２０に取り付けてもよい。また、取付板２２を設置する前述の本実施例では、取付板２２と電磁吸着部２０の取付方式を前述の通り２箇所で固定する方式としたが、これに限ることはなく、電磁吸着部２０が取付板２２に固定されていればよい。すなわち、取付の箇所は１箇所でもよく、２箇所以上でも全面でもよい。また、本実施例では、取り外してメンテナンスがしやすい好ましい形態として、ボルトを挿入する方式で取り付けしたが、溶接や接着などの他の取付方式を用いてもよい。
【００４６】
又、荷重測定装置１０には、角度検知手段１１７が図１に示すように取り付けてある。角度検知手段１１７は、荷重測定方向と鉛直方向とのなす角度を検知する検知手段である。検知した値は、制御装置１１５に送られる。制御装置１１５には、角度検知手段１１７が検知した角度に基づいて荷重の鉛直成分を算出する垂直荷重算出手段１１９が含まれている。垂直荷重の算出は、測定した角度から余弦値を用いればよい。
【００４７】
又、角度の余弦値を検知する方法は、基準位置で鉛直になるように電磁吸着部２０などに固定した１軸ロードセルの先端に質量標準を固定したものを用いて、その荷重の変化を検知することにより実施できる。何れの方法においても、磁力の影響を受けない必要がある。
【００４８】
尚、本実施例では、角度検知手段を設置する好適な例を示したが、必ずしも角度検知手段は必要なく、測定時の角度を好ましくは１０°以下、さらに好ましくは８°以下とすることにより、余弦値を用いなくても実用上問題のない範囲の誤差となるため、測定時の角度を目視でも確認可能である。
【００４９】
次に、本実施形態にかかるリフティングマグネット作業機械１００における荷重測定装置１０の作用、及び効果について説明する。鉄材料１０１は、図１に示すように資材置き場である保管場所に山積みの状態で置かれている。鉄材料１０１が山積みにされている場所の近傍には、リフティングマグネット作業機械１００と、鉄材料１０１を運搬する運搬用車両とが配置されている。
【００５０】
リフティングマグネット作業機械１００のオペレータは、操作手段により、ブーム１２０と関節式アーム１０６とを操作して、電磁吸着部２０を鉄材料１０１に当てる。電磁吸着部２０を鉄材料１０１に当てたなら、オペレータは、電磁吸着部２０の作動スイッチを入れ、電磁吸着部２０に発生した電磁力により鉄材料１０１を吸着する。
【００５１】
図２に、電磁吸着部２０で鉄材料１０１を磁力で吸着した状態を示す。電磁吸着部２０で鉄材料１０１を吸着したなら、オペレータは、関節式アーム１０６を作動させたり、旋回体１０８を旋回させたり、あるいは走行体１０４によりリフティングマグネット作業機械１００を走行させて、吸着した鉄材料１０１を運搬用車両に搬送する。その際、過負荷を避ける目的や、鉄材量１０１の量を把握したいときに、リフティングマグネット作業機械１００の関節式アーム１０６の先端に取り付けた電磁吸着部２０を用いて鉄材料１０１の重量を測定する。
【００５２】
電磁吸着部２０を水平にした状態で鉄材料１０１を磁力で吸着して持ち上げると、装着部１２と取付板２２との間に設けられた荷重検知器２４に、電磁吸着部２０に吊上げられた鉄材料１０１の重量がかかり、荷重が検知され、検出値が荷重測定装置１０から、運転席１１４の制御装置１１５に送り出される。制御装置１１５は、荷重測定装置１０から送られた検出値に基づき、電磁吸着部２０が吊り上げた鉄材料１０１の重量を算出し、表示装置１２６に重量を表示させたり、旋回体１０８を旋回させた際、リフティングマグネット作業機械１００に転倒の危険がないかを検出したり、あるいはこれまでに運搬用車両に積み込んだ鉄材料１０１の総重量を積算したりする。
【００５３】
更に、オペレータは、油圧シリンダ１２８を操作して、電磁吸着部２０を鉄材料１０１の山の傾斜に合わせて傾斜させた状態で、電磁吸着部２０に、鉄材料１０１が積み上げられた山から鉄材料１０１を吸着させ、運搬用車両の荷台に鉄材料１０１を搭載させることがある。
【００５４】
すると、荷重測定装置１０の荷重検知器２４には、電磁吸着部２０を水平にした状態で鉄材料１０１を吊り上げたときとは、異なるかかり方で荷重が加えられる。荷重測定装置１０の傾斜角度は、角度検知手段１１７が検知し、その値を制御装置１１５に送る。制御装置１１５では、垂直荷重算出手段１１９が、角度検知手段１１７が検知した角度に基づいて荷重の鉛直成分を算出する。算出は、余弦値を利用すればよい。これにより、電磁吸着部２０が、鉄材料１０１を傾斜に合わせて吸着したときであっても、正確に鉄材料１０１の重量を算出できる。
【００５５】
更に、荷重測定装置１０は、第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６、及び第１取付板側取付片４２と第２取付板側取付片４４と第３取付板側取付片４６とが、装着部１２及び取付板２２に、各装着部側取付片３２等を結ぶ線が図６、図７に示すように正三角形ｄを形成する位置に設けられている。
【００５６】
かかる場合、中心軸が互いに平行でない３つのピン型ロードセルである荷重検知器２４を用いることによって、何れの荷重検知器２４のスラスト方向の力も、これと平行でない他の２つ以上の荷重検知器２４に垂直方向に働く力によって制限される。換言すれば、平行でない他の２つの荷重検知器２４で拘束されることによって、スラスト方向の可動範囲が制限される。したがって、図１４に示すように、荷重検知器２４を設置する第１装着部側取付片３２と第１取付板側取付片４２の接触を防止できるので、第１装着部側取付片３２と第１取付板側取付片４２間に働く摩擦力による誤差を回避できる。
【００５７】
したがって、電磁吸着部２０が水平面に対して傾斜したことにより各装着部側取付片３２等に取り付けられている各荷重検知器２４に異なる値の荷重がかかったときであっても、制御装置１１５は、各荷重検知器２４が計測した値を合計することにより、電磁吸着部２０が吊り上げた鉄材料１０１の重量を高い精度で算出することができる。
【００５８】
又、鉄材料１０１が、図３に示すように、電磁吸着部２０の左右方向に偏った状態で吸着、吊り上げられ、いずれか一つの荷重検知器２４への荷重が増大したときであっても、全ての荷重検知器２４の計測値を合算することにより、制御装置１１５は、吊り上げられた鉄材料１０１の重量を高い精度で算出できる。
【００５９】
更に、装着部１２が、左右前後のいずれの方向に傾いた場合でも、荷重検知器２４等にかかるスラスト可動範囲が制限され、取付片（ブラケット）間の接触による摩擦力による荷重誤差を回避でき、制御装置１１５は、全体の荷重検知器２４の計測値を合算することにより、吊り上げた鉄材料１０１の重量を高い精度で計測できる。
【００６０】
次に、このことを詳しく説明する。例えば、地面が傾斜していることにより、電磁吸着部２０が水平面に対して左右前後のいずれかの方向に傾斜したとする。すると、第１装着部側取付片３２と第１取付板側取付片４２との間、第２装着部側取付片３４と第２取付板側取付片４４との間、及び第３装着部側取付片３６と第３取付板側取付片４６との間の、全て、あるいは少なくとも２つの荷重検知器２４には、図１４に示すように、本来の支点の３点（荷重検知器１本当たり）のみに荷重が掛かり支えられ、全ての荷重検知器２４並びに全ての取付片（ブラケット）のスラスト方向の稼動範囲は制限されることにより、第１装着部側取付片３２と第１取付板側取付片４２間、及び他の取付片間の接触を防止でき、荷重誤差要因となる接触による摩擦抵抗の発生を回避できる。
【００６１】
荷重測定装置１０では、第１装着部側取付片３２と第２装着部側取付片３４と第３装着部側取付片３６、及び第１取付板側取付片４２と第２取付板側取付片４４と第３取付板側取付片４６が、それぞれ図８や図１０に示すように、装着部１２及び取付板２２に、装着部１２や取付板２２の中心点Ｃに向いた等しい角度割りで取り付けられている。
【００６２】
そのため、左右前後いずれの方向に傾斜していても、全てあるいは少なくとも２つの荷重検知器２４にはせん断方向のみの３点（荷重検知器１本当たり）に荷重が掛かり支えられ、全ての荷重検知器２４並びに全ての取付片（ブラケット）のスラスト方向の稼動範囲は制限されることにより、取付片（ブラケット）間の接触を防止でき、荷重誤差要因となる接触による摩擦抵抗の発生を回避できる。したがって、制御装置１１５は、各荷重検知器２４が計測した値を合算して、電磁吸着部２０が吊り上げた鉄材料１０１の重量を高い精度で算出できる。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、荷重測定装置の第２実施形態について説明する。
【００６４】
これは、荷重検知器２４として、図１２に示すように、Ｙの字状に取り付けられている。荷重検知器２４として、ピン型ロードセルがＹの字状に取り付けられているとは、３つの荷重検知器２４の中心軸が中心点ｃで等分の角度で交差していることをいう。尚、図１２は逆Ｙの字となっている。更に、３つの荷重検知器２４の中心軸は、各荷重検知器２４の中心点ｃを通る円ｅの円周と交差している。これが、特許請求の範囲でいう、前記円に対して前記３つの線分が交差するということである。
【００６５】
荷重のアンバランス等で、荷重検知器２４に回転力がかかった場合、このようなＹの字状に取り付けた方が、荷重が安定して測定できるようになる時間が短縮されるのでより好ましい。
【００６６】
＜第３実施形態＞
この例は、図１３に示すように取付板２２を用いないで、荷重測定装置１０を構成した例である。このように構成すると、部品点数を少なくし、簡易な構成で、しかも、荷重は、前記例と同様、正確に測定することができる荷重測定装置１０を提供できる。更に、この例でも、関節式アーム１０６の先端のアタッチメントを交換して荷重測定を行う場合にも、容易に対応できる。この場合の荷重検知器２４の配置等は、前記２つの実施形態と同様とする。
【００６７】
本実施形態にかかるリフティングマグネット作業機械１００の荷重測定装置１０によれば、荷重検知器２４が荷重測定装置１０の回動方向に対して均等な位置に設けられていることから、電磁吸着部２０で吊り上げた鉄材料１０１の重量を高い精度で算出できる。
【００６８】
尚、前記実施形態では、荷重検知器２４に、第１装着部側取付片３２と第１取付板側取付片４２等により、せん断方向の力を加えて荷重を計測することとしたが、本発明は、荷重検知器に、荷重検知器を軸方向に圧縮させる圧縮力、もしくは軸方向に引っ張る引張力を加えて荷重を計測するようにしてもよい。又、前記実施形態では、電磁吸着部２０を用いた例を説明したが、本発明は、これに限るものではなく、バケットやフック装置など、従来の装置に荷重測定装置を用いて、関節式アームの先端にかかる荷重を計測してもよい。又、荷重検知器を用いるリフティングマグネット作業機械は、油圧シャベルに限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、鉄材料を電磁力で吸着する電磁吸着部を関節式アームの先端に備えたリフティングマグネット作業機械に利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…荷重測定装置、１２…装着部、１４…リンク機構、２０…電磁吸着部、２２…取付板、２４…荷重検知器、３０…取付片、３２、３４、３６…装着部側取付片、４０、４８…荷重検知部用取付孔、４２、４４、４６…取付板側取付片、５０、５２…吸着部側取付片、５４…取付部、１００…リフティングマグネット作業機械、１０１…鉄材料、１０６…関節式アーム、１０８…旋回体、１１５…制御装置、１１７…角度検知手段、１１９…垂直荷重算出手段、１２０…ブーム、１２２…アーム、１２３、１２８…油圧シリンダ、１２６…表示装置、ｄ…正三角形、ａ…底辺、ｂ…中心線、ｃ…中心点、ｇ…平面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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