(57)【要約】【課題】  電磁石で被吸着物を吸着するリフティングマグネット装置において、吸着開始時の吸着力を向上させると共に、釈放時における被吸着物の離れを良くして、作業効率を向上させる。【解決手段】  リフティングマグネット装置１のマグネット８を、第一コイル８ａと第二コイル８ｂとを並列接続して形成すると共に、吸着開始から予め設定される設定時間Ｔ１のあいだは第一、第二の両方のコイル８ａ、８ｂを励磁し、設定時間経過後は第一コイル８ａのみを励磁し、さらに被吸着物の釈放時には第二コイル８ｂを逆励磁するように構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石で被吸着物を吸着するリフティングマグネット装置において、該リフティングマグネット装置の電磁石のコイルを、第一コイルと第二コイルとを並列接続して形成すると共に、吸着開始から予め設定される設定時間のあいだは第一、第二の両方のコイルを励磁し、設定時間経過後は第一コイルのみを励磁し、さらに被吸着物を釈放するべく第一コイルを非励磁にしたときに第二コイルを逆励磁させる制御装置を設けたことを特徴とするリフティングマグネット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に装着されるリフティングマグネット装置の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の作業機械に、電磁石で被吸着物を吸着するリフティングマグネット装置を装着して、スクラップや鉄材等の被吸着物の分別や運搬等の作業を行うことがある。この様なリフティングマグネット装置の電磁石は、強力な吸着力を得るために、大容量のコイルおよび鉄芯が用いられると共に大きな電力を必要とするが、該電磁石への電力供給方式として、従来、作業機械に搭載されるバッテリ電源から電磁石に直接電力供給されるように構成されたバッテリ方式、あるいは、専用の油圧モータで駆動される発電機から電磁石に電力供給されるように構成した油圧発電方式のものが知られている。
ところで、電磁石で被吸着物を吸着するにあたり、吸着開始時は被吸着物を吸引する（引き付ける）ため強い磁力を必要とするが、被吸着物が一旦電磁石に吸着された以降は、磁力が下がっても吸着状態を保持することができる。このため、吸着開始時に多くの被吸着物を吸引できるよう電磁石への供給電力を大きく設定すると、被吸着物が一旦電磁石に吸着された以降も大きな電力を消費することになり、省エネの妨げになるという問題があった。
一方、吸着した被吸着物を釈放する場合には電磁石への通電を断つことになるが、該電磁石への通電を断っても、電磁石と被吸着物とのあいだに存在する残留磁気によって、被吸着物が電磁石からなかなか離れないことがあり、作業効率向上の妨げになるという問題もある。
そこで従来、被吸着物の釈放時に、コンデンサに蓄えた電気により電磁石を逆励磁させることで、被吸着物が電磁石から離脱しやすいようにした技術が提唱されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−７１０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、前記特許文献１のものは、電磁石を逆励磁させる場合に、操作ペダルを逆方向に操作するという操作が必要であって、いちいち面倒である許りか、この様な逆方向の操作は、操作間違いを招来しやすいという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、電磁石で被吸着物を吸着するリフティングマグネット装置において、該リフティングマグネット装置の電磁石のコイルを、第一コイルと第二コイルとを並列接続して形成すると共に、吸着開始から予め設定される設定時間のあいだは第一、第二の両方のコイルを励磁し、設定時間経過後は第一コイルのみを励磁し、さらに被吸着物を釈放するべく第一コイルを非励磁にしたときに第二コイルを逆励磁させる制御装置を設けたことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、吸着開始から設定時間のあいだは、第一、第二の両方のコイルが励磁することになって、被吸着物を吸引する強い磁力を確保することができる一方、被吸着物の釈放時には、第二コイルが逆励磁することで、第一コイルと被吸着物とのあいだに存在する残留磁気が瞬時に消磁することになり、而して、吸着時には多くの被吸着物を吸着できると共に、釈放時には被吸着物の離れが良くなって、作業効率を大幅に向上せしめることができる。しかも、第二コイルは、吸着開始時にマグネットに強い磁力を付与する機能と、釈放時に残留磁気を消磁する機能との二つの機能を果たすことになって、一つのコイルを多目的に用いることができるという利点があると共に、該第二コイルの逆励磁の制御は制御装置によって行われるため、操作間違いの発生する惧れもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に、リフティングマグネット装置１が装着された作業機械の動力システムを示すが、該図１において、２はエンジンであって、該エンジン２の動力で、作業機械に設けられた複数の油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプ３や、直流電流を発電する発電機４が駆動される。さらに、５は前記発電機４によって充電されるバッテリであって、該バッテリ５は、作業機械の制御盤６や図示しない各種電装品の電源になると共に、前記リフティングマグネット装置１の電源となる。尚、図１において、７はアースである。
【０００６】
前記リフティングマグネット装置１は、マグネット（電磁石）８、マグネット駆動回路９、制御器１０等を備えて構成されるが、上記マグネット８のコイルは、第一コイル８ａと第二コイル８ｂとを並列接続して形成されている。また、マグネット駆動回路９は、制御部１０からの信号に基づいて前記第一、第二コイル８ａ、８ｂへの通電をＯＮ／ＯＦＦする第一、第二、第三、第四リレー１１、１２、１３、１４を備えているが、これら第一、第二、第三、第四リレー１１、１２、１３、１４が全てＯＦＦのときには第一、第二コイル８ａ、８ｂは共に非通電状態となり、第一、第二リレー１１、１２がＯＮで且つ第三、第四リレー１３、１４がＯＦＦのときには第一、第二コイル８ａ、８ｂは共に正方向（図１のＸ方向）に電流が流れる通電状態となり、第一リレー１１がＯＮで且つ第二、第三、第四リレー１２、１３、１４がＯＦＦのときには第一コイル８ａは正方向に電流が流れる通電状態で第二コイル８ｂは非通電状態となり、第一コイル１１がＯＦＦで且つ第二、第三、第四コイル１２、１３、１４がＯＮのときには第一コイル８ａは非通電状態で第二コイル８ｂは逆方向（図１のＹ方向）に電流が流れる通電状態となるように構成されている。さらに、前記マグネット駆動回路９には、前記第一、第二コイル８ａ、８ｂが通電から非通電となったときに第一、第二コイル８ａ、８ｂに発生する逆起電流を逃がすためのダイオード１５、１６、１７が備えられている。
【０００７】
また、１８はリフティングマグネット装置用の操作スイッチであって、該操作スイッチ１８の操作に基づいて、リフティングマグネット装置１による被吸着物の吸着／釈放を行えるように構成されている。
【０００８】
次いで、前記制御器１０におけるマグネット駆動回路９の制御について、図２に示すフローチャート図に基づいて説明する。
まず、制御器１０は、電源投入によりシステムが開始端子１９から開始すると、初期設定処理器２０で、初期設定として、「作動モード」を「非励磁モード」にセットすると共に、強励磁タイマおよび逆励磁タイマをリセットする。さらにこの初期設定の状態では、マグネット駆動回路９の第一、第二、第三、第四リレー１１、１２、１３、１４は全てＯＦＦになっている。
ここで、前記「非励磁モード」は、リフティングマグネット装置１による被吸着物の吸着を行わないときのモードであり、また、後述する「励磁モード」は、吸着を行うときのモードであり、さらに、後述する「逆励磁モード」は、非吸着物を釈放するときのモードである。
また、強励磁タイマは、第一、第二コイル８ａ、８ｂの両方が励磁される強励磁状態（第一、第二コイル８ａ、８ｂの両方が励磁された状態を強励磁状態と称し、第一コイル８ａのみが励磁された状態を通常励磁状態と称する）の時間をカウントするためのタイマであり、さらに、逆励磁タイマは、第二コイル８ｂが逆励磁される逆励磁状態の時間をカウントするためのタイマである。
【０００９】
続いて、処理器２１で操作スイッチ１８の信号を読み込み、該操作スイッチ１８の信号が立上ったか否かを、判定器２２で判定する。
【００１０】
前記判定器２２の判定において、操作スイッチ１８の信号が立ち上がった（操作スイッチ１８の操作あり）と判定された場合には、続けて判定器２３で、「作動モード」が「非励磁モード」であるか否かを判定する。一方、操作スイッチ１８の信号が立ち上がっていない（操作スイッチ１８の操作なし）と判定された場合には、そのまま後述する判定器２７の判定に移行する。
【００１１】
前記判定器２３の判定で、「非励磁モード」と判定された場合には処理器２４で「作動モード」を「励磁モード」にセットする。また「非励磁モード」でないと判定された場合には、さらに判定器２５で、「作動モード」が「励磁モード」であるか否かを判定する。
【００１２】
前記判定器２５の判定で、「励磁モード」と判定された場合には処理器２６で「逆励磁モード」にセットする。また「励磁モード」でないと判定された場合には、そのまま判定器２７の判定に移行する。
【００１３】
次いで、判定器２７で、現時点の「作動モード」が「励磁モード」であるか否かを判定し、「励磁モード」であると判定された場合には、さらに、判定器２８で、強励磁タイマが設定時間Ｔ１に達したか否かを判定する。
【００１４】
前記判定器２８の判定で、強励磁タイマが設定時間Ｔ１に達していないと判定された場合は、処理器２９で、強励磁タイマをカウントする（強励磁タイマがリセットされている状態であればカウントを開始し、カウント中であればカウントを継続する）。さらに、処理器３０で、マグネット駆動回路９の第一、第二リレー１１、１２をＯＮにする。
【００１５】
また、前記判定器２８の判定で、強励磁タイマが設定時間Ｔ１に達したと判定された場合は、処理器３１で、マグネット駆動回路９の第二リレー１２をＯＦＦにする。
【００１６】
一方、前記判定器２７の判定で、現時点の「作動モード」が「励磁モード」でないと判定された場合は、続けて、判定器３２で、現時点の「作動モード」が「逆励磁モード」であるか否かを判定する。
【００１７】
前記判定器３２の判定で、「逆励磁モード」であると判定された場合は、さらに、判定器３３で、逆励磁タイマが設定時間Ｔ２に達したか否かを判定する。また、「逆励磁モード」でないと判定された場合には、後述する処理器３６の処理に移行する。
【００１８】
前記判定器３３の判定で、逆励磁タイマが設定時間Ｔ２に達していないと判定された場合は、処理器３４で、逆励磁タイマをカウントする（逆励磁タイマがリセットされている状態であればカウントを開始し、カウント中であればカウントを継続する）。さらに、処理器３５で、マグネット駆動回路９の第一リレー１１をＯＦＦにし、且つ第二、第三、第四リレー１２、１３、１４をＯＮにする。
【００１９】
一方、前記判定器３３の判定で、逆励磁タイマが設定時間Ｔ２に達したと判定された場合は、処理器３６で、マグネット駆動回路９の第二、第三、第四リレー１２、１３、１４をＯＦＦにする。さらに、処理器３７で、「作動モード」を「非励磁モード」にセットし、処理器３８および処理器３９で、強励磁タイマおよび逆励磁タイマをリセットする。
【００２０】
また、前記処理器３０、３１、３５、３９の処理後は、それぞれ端子４０で、処理器２１の処理に戻る。
【００２１】
而して、前述した制御器１０の行う制御により、図３のタイミングチャート図に示す如く、リフティングマグネット装置１による吸着を開始するべく操作スイッチ１８を操作すると、該操作スイッチ１８の操作から設定時間Ｔ１のあいだは、第一、第二コイル８ａ、８ｂの両方が励磁する強励磁状態となるが、設定時間Ｔ１経過後は、第一コイル８ａのみが励磁する通常励磁状態になる。一方、被吸着物を釈放するべく操作スイッチ１８を操作すると、第一コイル８ａは非励磁となるが、第二コイル８ｂは、操作スイッチ１８の操作から設定時間Ｔ２のあいだは逆方向に電流が流れる逆励磁状態となり、その後非励磁となる。
尚、強励磁状態となる設定時間Ｔ１は、吸着開始時に被吸着物をマグネット８に吸着させるのに要する時間として予め設定される時間であり、また、逆励磁状態となる設定時間Ｔ２は、第一コイル８ａと被吸着物とのあいだに存在する残留磁気を消磁させるのに要する時間として予め設定される時間であって、該設定時間Ｔ２は、極く短い時間に設定される。
【００２２】
叙述の如く構成された本形態において、リフティングマグネット装置１のマグネット８は、並列に接続される第一コイル８ａと第二コイル８ｂとを有しており、そして、吸着を開始するべく操作スイッチ１８を操作してから設定時間Ｔ１のあいだは、第一コイル８ａと第二コイル８ｂの両方が励磁するが、設定時間Ｔ１経過後は、第一コイル８ａのみが励磁することになる。一方、吸着物を釈放するべく操作スイッチ１８を操作すると、第一コイル８ａは非励磁となるが、第二コイル８ｂは逆励磁して、第一コイル８ａと被吸着物とのあいだに存在する残留磁気を消磁せしめることになる。
【００２３】
この結果、吸着開始から設定時間Ｔ１のあいだは、両方のコイル８ａおよび８ｂが励磁する強励磁状態となって、被吸着物を吸引する強い磁力を確保することができ、而して、マグネット８により多くの被着物を吸着できて、作業効率を向上させることができる。一方、吸着開始から設定時間Ｔ１経過後、つまり被吸着物が一旦マグネット８に吸着されて磁力が弱くなっても吸着状態を保持できるようになった以降は、何れが一方のコイル８ａまたは８ｂのみが励磁する通常励磁状態となり、而して、バッテリ５の電力消費を低減することができて、省エネに寄与できる。
さらに、被吸着物の釈放時には、第二コイル８ｂが逆励磁することで、第一コイル８ａと被吸着物とのあいだに存在する残留磁気が瞬時に消磁することになり、而して、釈放時における被吸着物の離れが良く、作業効率を更に向上せしめることができる。しかも、該第二コイル８ｂの逆励磁は、吸着物を釈放するべく操作スイッチ１８を操作することにより、制御器１０からの指令に基づいて自動的に行われるから、操作間違いの発生する惧れがない。そのうえ、第二コイル８ｂは、吸着開始時にマグネット８を強励磁状態にする機能と、釈放時に残留磁気を消磁する機能との二つの機能を果たすことになって、一つのコイルを多目的に用いることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】リフティングマグネットを備えた作業機械の動力システムを示す図である。
【図２】マグネット制御を示すフローチャート図である。
【図３】マグネット制御のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
【００２５】
１        リフティングマグネット装置
８        電磁石（マグネット）
８ａ      第一コイル
８ｂ      第二コイル
【図１】
2006335535.tif 000003
【図２】
2006335535.tif 000004
【図３】
2006335535.tif 000005