(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧駆動部を操作部で操作して作動される建設機械に配設され、電磁マグネットへの電流を制御する電磁マグネット制御装置において、
前記建設機械の前記油圧駆動部の油圧により発電する発電機に接続され、当該発電機から印加される交流電圧を直流電圧に変換する整流器と、
４つのトランジスタ並びに当該４つのトランジスタの３端子のうち電流が制御される２端子間に当該トランジスタに電流が流れる方向に対して逆方向を順方向としてそれぞれ接続される４つの半導体ダイオードで構成され、前記電磁マグネットへの電流の向きを切り替えるＨブリッジ回路と、
前記整流器及びＨブリッジ回路間に並列に接続され、前記直流電圧による電荷及び前記電磁マグネットのコイルの逆起電力による電荷を蓄電するコンデンサと、
前記Ｈブリッジ回路の４つのトランジスタをオフした前記電磁マグネットの無励磁状態、前記Ｈブリッジ回路の対角に位置する２つのトランジスタからなる第１のトランジスタ群をオンすると共に他の対角に位置する２つのトランジスタからなる第２のトランジスタ群をオフした前記電磁マグネットの励磁状態、又は、前記第１のトランジスタ群をオフすると共に前記第２のトランジスタ群をオンした前記電磁マグネットの逆励磁状態を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記励磁状態から前記無励磁状態に移行して当該無励磁状態の移行時から第１の閾値時間の経過時までの間に、前記第１のトランジスタ群をオンするオン電圧に関係せずに電圧を制御し、前記第１の閾値時間より短い第２の閾値時間の経過時に前記第１のトランジスタ群をオンし、
前記第１の閾値時間が、前記電磁マグネットへの被吸着物の吸着を維持することができる時間であり、
前記第２の閾値時間が、前記電磁マグネットのコイルの逆起電力による電荷を前記コンデンサに蓄電できる時間であり、
前記無励磁状態の移行時から前記第１の閾値時間の経過時までの間に、前記無励磁状態及び励磁状態を繰り返すことを特徴とする電磁マグネット制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁マグネット制御装置において、
前記制御部は、前記第１の閾値時間の経過時における、前記電磁マグネットに印加されるマグネット電圧が所定の閾値電圧以上である場合に前記第１のトランジスタ群をオンし、前記マグネット電圧が前記閾値電圧よりも低い場合に前記第２のトランジスタ群をオンすることを特徴とする電磁マグネット制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁マグネット制御装置において、
前記閾値電圧が、前記第１のトランジスタ群をオフするオフ電圧より高く、前記第１のトランジスタ群をオンするオン電圧より低いことを特徴とする電磁マグネット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建設機械に配設される電磁マグネットへの電流を制御する電磁マグネット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリフティングマグネット駆動回路は、交流電源電圧を直流電源電圧へ変換する直流変換部と、リフティングマグネットへの励磁電流の向きを制御するＨブリッジ回路部と、互いに直列に接続されたトランジスタ及び抵抗素子、並びにトランジスタ及び抵抗素子に対して並列に接続されたコンデンサを有し、励磁電流の向きが切り替わる際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギを吸収するエネルギ吸収部と、Ｈブリッジ回路部とエネルギ吸収部との間の正側電源ラインに流れる電流の向き及び大きさ、並びに正側電源ラインと負側電源ラインとの間の電位差に基づいて、エネルギ吸収部のトランジスタにおける導通状態を制御する制御部とを備える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットの制御中に建設機械のアーム等の操作を同時に行った場合（以下、複合動作という）に、建設機械の発電機に供給される油の流量が減少し、リフティングマグネットの両端に印加される電圧が低下して、作業者の意図とは無関係に、制御部が励磁から逆励磁（消磁）に制御状態を変更し、リフティングマグネットに吸着した鉄片等を開放してしまうという課題がある。
【０００５】
この発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、建設機械が複合動作を行う場合に、作業者の意図とは無関係に生じる、制御部が励磁から逆励磁への制御状態の変更を抑制することができる電磁マグネット制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電磁マグネット制御装置においては、油圧駆動部を操作部で操作して作動される建設機械に配設され、電磁マグネットへの電流を制御する電磁マグネット制御装置において、前記建設機械の前記油圧駆動部の油圧により発電する発電機に接続され、当該発電機から印加される交流電圧を直流電圧に変換する整流器と、４つのトランジスタ並びに当該４つのトランジスタの３端子のうち電流が制御される２端子間に当該トランジスタに電流が流れる方向に対して逆方向を順方向としてそれぞれ接続される４つの半導体ダイオードで構成され、前記電磁マグネットへの電流の向きを切り替えるＨブリッジ回路と、前記整流器及びＨブリッジ回路間に並列に接続され、前記直流電圧による電荷及び前記電磁マグネットのコイルの逆起電力による電荷を蓄電するコンデンサと、前記Ｈブリッジ回路の４つのトランジスタをオフした前記電磁マグネットの無励磁状態、前記Ｈブリッジ回路の対角に位置する２つのトランジスタからなる第１のトランジスタ群をオンすると共に他の対角に位置する２つのトランジスタからなる第２のトランジスタ群をオフした前記電磁マグネットの励磁状態、又は、前記第１のトランジスタ群をオフすると共に前記第２のトランジスタ群をオンした前記電磁マグネットの逆励磁状態を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記励磁状態から前記無励磁状態に移行して当該無励磁状態の移行時から第１の閾値時間の経過時までの間に、前記第１のトランジスタ群をオンするオン電圧を無視し、前記第１の閾値時間より短い第２の閾値時間の経過時に前記第１のトランジスタ群をオンし、前記無励磁状態の移行時から前記第１の閾値時間の経過時までの間に、前記無励磁状態及び励磁状態を繰り返す。
【発明の効果】
【０００７】
開示の電磁マグネット制御装置においては、建設機械が複合動作を行う場合に、磁化された電磁マグネットの鉄心により、吸着した金属等の粉砕物を即時に開放することなく吸着し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る電磁マグネット制御装置の概略構成を示す基本ブロック回路図である。
【図２】（ａ）は建設機械の概略構成を示す側面図であり、（ｂ）は建設機械及び電磁マグネット制御装置の接続状態を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）は図１に示す電磁マグネット制御装置の筐体の概略構成を示す正面図であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す筐体の右側面図であり、（ｃ）は図３（ａ）に示す筐体の平面図である。
【図４】図１に示す電磁マグネット制御装置の制御パターンの一例を示す説明図である。
【図５】図１に示す電磁マグネット制御装置の制御パターンの他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る電磁マグネット制御装置１００は、図１〜図３に示すように、筐体７０に内包される主回路（整流器１０、Ｈブリッジ回路２０、コンデンサ３０）及び制御回路（制御部４０、ＡＣ／ＤＣ電源５０、表示器６０、調整つまみ７１）を備え、建設機械２００に配設される電磁マグネット２０１への電流を制御する。なお、筐体７０内の主回路と制御回路とは、電気的に分離して絶縁されている。
建設機械２００は、図２に示すように、例えば、油圧ショベルが挙げられ、油圧ショベルのアーム２０２の先端に取り付けられるアタッチメント（例えば、破砕爪２０３）に電磁マグネット２０１が配設される。
また、建設機械２００は、建設機械２００の運転席２０４内の作業者が操作部（例えば、操作レバー）を操作して建設機械２００の油圧ユニット（流量調節弁２０５、油圧駆動部（油圧モータ）２０６など）を制御することで、油圧モータ２０６の油圧により発電する発電機２０７の発電のオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）を行う。そして、建設機械２００は、通常、発電をオンすることで、電磁マグネット２０１の励磁を開始し、金属等の粉砕物（以下、「被吸着物」と称す）を電磁マグネット２０１に吸着させると共に、発電をオフすることで、被吸着物を廃棄（開放）する。
なお、建設機械２００は既存の建機であり、建設機械２００の油圧系統及び制御の説明は省略する。
【００１０】
整流器１０は、図１に示すように、建設機械２００の発電機２０７に接続され、当該発電機２０７から印加される交流電圧を直流電圧に変換する。なお、本実施形態に係る整流器１０は、三相発電機２０７の全相を全波整流する６つの整流素子からなる三相全波整流回路を用いている。
【００１１】
Ｈブリッジ回路２０は、４つのトランジスタ２１（第１のトランジスタ２１ａ、第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ、第４のトランジスタ２１ｄ）並びに当該４つのトランジスタ２１の３端子のうち電流が制御される２端子間に当該トランジスタ２１に電流が流れる方向に対して逆方向を順方向としてそれぞれ接続される４つの半導体ダイオード２２（第１のダイオード２２ａ、第２のダイオード２２ｂ、第３のダイオード２２ｃ、第４のダイオード２２ｄ）で構成され、電磁マグネット２０１への電流の向きを切り替える。
なお、本実施形態に係るトランジスタ２１は、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタ（ＩＧＦＥＴ：insulanted gate field-effect transistor）であり、エンハンスメント形・単ゲート・サブストレートを内部でソースと接続しているものを用いている。しかしながら、トランジスタ２１は、２端子間の電流を制御するものであれば、このＦＥＴに限られるものではなく、例えば、接合型ＦＥＴやバイポーラトランジスタであってもよい。
また、本実施形態に係る半導体ダイオード２２は、カソードがＦＥＴのドレインに接続され、アノードがＦＥＴのソースに接続される。
【００１２】
コンデンサ３０は、整流器１０及びＨブリッジ回路２０間に並列に接続され、整流器１０からの直流電圧による電荷及び電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力による電荷（エネルギー）を蓄える。なお、本実施形態に係るコンデンサ３０は、大容量の電解コンデンサを用いており、整流器１０からの直流電圧の平準化及び逆励磁電源としても機能する。
【００１３】
制御部４０は、Ｈブリッジ回路２０の４つのトランジスタ２１（第１のトランジスタ２１ａ、第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオフした電磁マグネット２０１の無励磁状態、Ｈブリッジ回路２０の対角に位置する２つのトランジスタ２１（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）からなる第１のトランジスタ群をオンすると共に他の対角に位置する２つのトランジスタ（第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ）からなる第２のトランジスタ群をオフした電磁マグネット２０１の励磁状態、又は、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオフすると共に第２のトランジスタ群（第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ）をオンした電磁マグネット２０１の逆励磁状態を制御する。
【００１４】
すなわち、制御部４０は、励磁マグネット２０１（Ｈブリッジ回路２０）に印加される直流電圧（以下、「マグネット電圧Ｖｍａｇ」と称す）を監視しており、マグネット電圧Ｖｍａｇの電圧値に基づき、Ｈブリッジ回路２０の第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）及び第２のトランジスタ群（第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ）のオン／オフ（ＦＥＴのゲート電圧）を制御する。
なお、制御部４０は、励磁マグネット２０１に流れる電流（以下、「マグネット電流」と称す）、電磁マグネット制御装置１００の内部温度及び電磁マグネット２０１の温度も監視しており、これらの値に基づいて、Ｈブリッジ回路２０の第１のトランジスタ群及び第２のトランジスタ群のオン／オフを制御してもよい。
【００１５】
また、本実施形態に係る制御部４０は、マイコン（ＣＰＵ：central processing unit：中央処理装置）を用いており、マイコンが駆動して電磁マグネット制御装置１００が制御可能になる電圧（以下、「制御オン電圧Ｖｓ」と称す）が固定値（例えば、７０Ｖ）として予め設定される。
また、本実施形態に係る制御部４０は、電磁マグネット２０１を励磁状態に移行する電圧（以下、「オン電圧Ｖｏｎ」と称す）が調整値（例えば、１６０Ｖ〜２１０Ｖ（最小設定単位１Ｖ））として設定され、オン電圧Ｖｏｎが調整つまみ７１（オン電圧設定ボリューム７１ａ）で調整可能である。
また、本実施形態に係る制御部４０は、電磁マグネット２０１を遅延状態（励磁状態終了後の無励磁状態）又は逆励磁状態に移行する電圧（以下、「オフ電圧Ｖｏｆｆ」と称す）が調整値（例えば、１５０Ｖ〜２００Ｖ（最小設定単位１Ｖ）、但し、オン電圧Ｖｏｎ≧オフ電圧Ｖｏｆｆ＋１０Ｖ）として設定され、オフ電圧Ｖｏｆｆが調整つまみ７１（オフ電圧設定ボリューム７１ｂ）で調整可能である。
【００１６】
また、本実施形態に係る制御部４０は、励磁状態終了（無励磁状態開始）時から無励磁状態終了時までの時間（以下、「遅延時間」と称す）が調整値（例えば、０秒〜１０秒（最小設定単位０．１秒））として設定され、遅延時間が調整つまみ７１（遅延時間設定ボリューム７１ｃ）で調整可能である。
また、本実施形態に係る制御部４０は、無励磁状態終了（逆励磁状態開始）時から逆励磁状態終了時までの時間（以下、「逆励磁時間」と称す）が調整値（例えば、０秒〜５秒（最小設定単位０．１秒））として設定され、逆励磁時間が調整つまみ７１（逆励磁時間設定ボリューム７１ｄ）で調整可能である。
また、本実施形態に係る制御部４０は、励磁状態を制限する時間（以下、「励磁制限時間」と称す）が調整値（例えば、３分〜１０分（最小設定単位１分））として設定され、励磁制限時間が調整つまみ７１（励磁制限時間設定ボリューム７１ｅ）で調整可能である。
【００１７】
また、制御部４０は、励磁状態から無励磁状態に移行して第１の閾値時間ｔｔｈ１（以下、「切り替え監視時間ｔｔｈ１」と称す）の経過時における、電磁マグネット２０１に印加されるマグネット電圧Ｖｍａｇが所定の閾値電圧Ｖｔｈ（以下、「切り替え電圧Ｖｔｈ」と称す）以上である場合に第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンし、マグネット電圧Ｖｍａｇが切り替え電圧ｖｔｈよりも低い場合に第２のトランジスタ群（第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ）をオンする。
【００１８】
なお、本実施形態に係る切り替え監視時間ｔｔｈ１は、設定範囲を０秒〜９．９秒とし、励磁制限時間設定ボリューム７１ｅにより０．１秒単位で調整可能である。但し、制御部４０は、切り替え監視時間ｔｔｈ１が０秒に設定された場合に、切り替え監視時間ｔｔｈ１の監視（マグネット電圧Ｖｍａｇと切り替え電圧Ｖｔｈの比較）を行わないものとする。
特に、切り替え監視時間ｔｔｈ１は、電磁マグネット２０１への被吸着物の吸着を維持することができる時間（例えば、１秒）に設定することが好ましい。
【００１９】
また、本実施形態に係る切り替え電圧Ｖｔｈは、設定範囲を５０Ｖ〜２００Ｖとし、遅延時間設定ボリューム７１ｃにより１Ｖ単位で調整可能である。
特に、切り替え電圧Ｖｔｈは、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオフするオフ電圧Ｖｏｆｆ（例えば、１７０Ｖ）より高く、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンするオン電圧Ｖｏｎ（例えば、１８５Ｖ）より低く設定されている。
【００２０】
また、制御部４０は、無励磁状態移行時から切り替え監視時間ｔｔｈ１の経過時までの間に、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンするオン電圧Ｖｏｎを無視し、切り替え監視時間ｔｔｈ１より短い第２の閾値時間ｔｔｈ２（以下、「エネルギー回収時間ｔｔｈ２」と称す）の経過時に第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンする。
なお、エネルギー回収時間ｔｔｈ２とは、励磁状態から無励磁状態に移行した場合に、電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力によるエネルギーをコンデンサ３０がほぼ１００％回収するのに要する時間（電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力による電荷をコンデンサ３０に蓄電できる時間）であり、例えば、２００ｍｓに設定する。
【００２１】
ＡＣ／ＤＣ電源５０は、発電機２０７及び整流器１０間に接続され、発電機２０７から印加される交流電力を直流電力に変換し、直流電圧の平準化及びバックアップ電源として機能するコンデンサ５１を介して、制御電源として制御部４０に電力を供給する。
【００２２】
表示器６０は、制御部４０からの制御信号に基づき、電磁マグネット制御装置１００の状態（制御オン状態、励磁状態、遅延状態、逆励磁状態、アラーム、設定、設定エラー）を表示する発光ダイオード６１（ＬＥＤ：light emitting diode）と、設定値等（マグネット電圧、マグネット電流、オン電圧、オフ電圧、遅延時間、逆励磁時間、励磁制限時間、異常情報）を表示する液晶ディスプレイ６２（ＬＣＤ：liquid crystal display）と、を備える。
【００２３】
筐体７０は、図３に示すように、電磁マグネット制御装置１００を建設機械２００に固定するための金属製の取り付けステイ７２と、電磁マグネット制御装置１００を建設機械２００に固定するための取り付けボルト孔７３と、電磁マグネット制御装置１００の内部で発生する熱を外部に放熱する放熱板７４と、電磁マグネット制御装置１００の運転／設定モードを切り換える運転／設定切換ボタン７５と、発電機２０７からの電力を入力させるための電源入力コネクタ７６ａと、電磁マグネット２０１に電力を出力するための電源出力コネクタ７６ｂと、外部に接点を出力するための接点出力コネクタ７７と、使用しないダミーコネクタ７６ｄと、エチレンプロピレンゴム(EPDM：Ethylene Propylene Rubber)製の防振ゴム７７と、を備える。
また、筐体７０は、調節つまみ７０として、電磁マグネット２０１を励磁状態に移行する電圧（オン電圧Ｖｏｎ）の設定を行うためのオン電圧設定ボリューム７１ａと、電磁マグネット２０１を遅延状態又は逆励磁状態に移行する電圧（オフ電圧Ｖｏｆｆ）の設定を行うためのオフ電圧設定ボリューム７１ｂと、遅延時間の設定を行うための遅延時間設定ボリューム７１ｃと、逆励磁時間の設定を行うための逆励磁時間設定ボリューム７１ｄと、励磁時間の設定を行うための励磁時間設定ボリューム７５と、を備える。
【００２４】
つぎに、電磁マグネット制御装置１００の処理動作について、図４及び図５を用いて説明する。
まず、建設機械２００のアーム２０２等を操作することなく電磁マグネット２０１の励磁（逆励磁、無励磁）のみを操作する単独動作における、被吸着物の吸着（電磁マグネット２０１を励磁）し、被吸着物の開放（電磁マグネット２０１を逆励磁）する一連の動作について、図４を用いて説明する。
なお、建設機械２００の作業者の操作開始前は、Ｈブリッジ回路２０のトランジスタ２１（第１のトランジスタ２１ａ、第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ、第４のトランジスタ２１ｄ）がオフ（電磁マグネット２０１が無励磁）である。
【００２５】
作業者は、時刻ｔ１において、建設機械２００の操作レバーを操作することで、油圧ユニットを制御し、油圧モータ２０６を回転させ、発電機２０７を駆動させる。
発電機２０７は、三相交流電力を電磁マグネット制御装置１００に供給する。
【００２６】
電磁マグネット制御装置１００の整流器１０は、油圧モータ２０６が回転することで発生する発電機２０７からの交流入力電圧（以下、「発電機電圧ｖｉｎ」と称す）を直流出力電圧（マグネット電圧Ｖｍａｇ）として変換し、正側電源ライン１ａ及び負側電源ライン１ｂ間にマグネット電圧Ｖｍａｇを印加する。
【００２７】
この場合に、Ｈブリッジ回路２０は、トランジスタ２１（第１のトランジスタ２１ａ、第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ、第４のトランジスタ２１ｄ）がオフ状態である。また、半導体ダイオード２２（第１のダイオード２２ａ、第２のダイオード２２ｂ、第３のダイオード２２ｃ、第４のダイオード２２ｄ）のカソード側が正側電源ライン１ａ側に接続されており、半導体ダイオード２２に電流が流れない。このため、電磁マグネット２０１にマグネット電流は流れず、無励磁状態を維持している。
また、コンデンサ３０は、マグネット電圧Ｖｍａｇによる電荷を蓄電する
【００２８】
電磁マグネット制御装置１００のＡＣ／ＤＣ電源５０は、交流電力（発電機電圧ｖｉｎ）を直流電力に変換し、直流電力を制御電源（制御電圧Ｖｃ）として制御部４０に供給する。
発電機２０７からの発電機電圧ｖｉｎ（制御電圧Ｖｃ）は、徐々に上昇し、時刻ｔ２で制御オン電圧Ｖｓになると、制御部４０は、駆動を開始し、マグネット電圧Ｖｍａｇを監視することになる。
【００２９】
発電機２０７からの発電機電圧ｖｉｎ（制御電圧Ｖｃ）は、時刻ｔ２の制御オン電圧Ｖｓからさらに上昇し、時刻ｔ３でオン電圧Ｖｏｎになると、制御部４０は、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオン（ＦＥＴのゲート電圧を印加）する。これにより、マグネット電流は、整流器１０から、正側電源ライン１ａ、第１のトランジスタ２１ａのドレイン及びソース間、電磁マグネット２０１、第４のトランジスタ２１ｄのドレイン及びソース間、負側電源ライン１ｂを経由して、整流器１０まで流れることになり、電磁マグネット２０１のコイルが励磁され、被吸着物を吸着する。
【００３０】
また、発電機２０７からの発電機電圧ｖｉｎ（制御電圧Ｖｃ）は、時刻ｔ３のオン電圧Ｖｏｎからさらに上昇し、最大値となり一定の電圧Ｖｍａｘを維持することになる。
【００３１】
そして、作業者は、電磁マグネット２０１に吸着した被吸着物を開放（廃棄）するために、時刻ｔ５において、建設機械２００の操作レバーを操作することで、油圧ユニットを制御し、油圧モータ２０６の回転を停止させ、発電機２０７の駆動を停止させる。
【００３２】
発電機２０７からの発電機電圧ｖｉｎ（制御電圧Ｖｃ）は、発電機２０７の停止に伴って徐々に低下し、時刻ｔ６でオフ電圧Ｖｏｆｆになると、制御部４０は、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオフ（ＦＥＴのゲート電圧の無印加）する。
【００３３】
これにより、マグネット電流が電磁マグネット２０１のコイルに流れなくなり、電磁マグネット２０１が無励磁状態になるのであるが、電磁マグネット２０１の鉄心のヒステリシス（磁化された鉄心の磁力が短時間に０にならない）の影響により、吸着した被吸着物を即時に開放することなく吸着し続けることになる。
【００３４】
また、電磁マグネット２０１のコイルに蓄積されたエネルギーは、電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力を発生させ、コイルの逆起電力が電流を維持しようとして作用し、フライホイールダイオード（還流ダイオード、回生ダイオード）としての第１のダイオード２２ａに電流を流し、コンデンサ３０に電荷を蓄電する。
なお、発電機２０７からの発電機電圧ｖｉｎは、発電機２０７が停止しているために、時刻ｔ６以降も図４の破線のように低下し続けるのであるが、マグネット電圧Ｖｍａｇは、電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力により、時刻ｔ６以降に図４の実線のように上昇することになる。
【００３５】
また、制御部４０は、時刻ｔ６から切り替え監視時間ｔｔｈ１及びエネルギー回収時間ｔｔｈ２の計測を開始し、エネルギー回収時間ｔｔｈ２が経過するまでは、マグネット電圧Ｖｍａｇがオン電圧Ｖｏｎを越えたしても、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンすることなく、電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力によりコンデンサ３０に電荷を蓄電し続ける。
【００３６】
そして、制御部４０は、エネルギー回収時間ｔｔｈ２（ここでは、ｔ７−ｔ６＝２００ｍｓ）を経過時に、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンし、コンデンサ３０に蓄電された電荷により電磁マグネット２０１の励磁状態を開始する。
【００３７】
なお、発電機２０７は停止しており、発電機２０７からの電力供給がないため、コンデンサ３０による電圧も徐々に低下することになる。
そして、コンデンサによる電圧が時刻ｔ８でオフ電圧Ｖｏｆｆになると、制御部４０は、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオフ（ＦＥＴのゲート電圧の無印加）し、マグネット電流が電磁マグネット２０１のコイルに流れなくなり、電磁マグネット２０１が無励磁状態になる。
【００３８】
以下同様に、切り替え監視時間ｔｔｈ１が経過するまで、エネルギー回収時間ｔｔｈ２の無励磁状態（コンデンサ３０の蓄電）と励磁状態（コンデンサ３０の放電）とを繰り返す。この場合に、エネルギー回収時間ｔｔｈ２は一定であるが、時間の経過と共に、電磁マグネット２０１のコイルに蓄積されるエネルギーが減少するため、エネルギー回収時間ｔｔｈ２の経過時のマグネット電圧Ｖｍａｇの最大値は、段階的に減少することになる。
【００３９】
そして、制御部４０は、切り替え監視時間ｔｔｈ１の経過時に、マグネット電圧Ｖｍａｇと切り替え電圧ｖｔｈとを比較して、マグネット電圧Ｖｍａｇが切り替え電圧ｖｔｈよりも低いために、第２のトランジスタ群（第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ）をオンする。
【００４０】
これにより、マグネット電流は、コンデンサ３０から、正側電源ライン１ａ、第３のトランジスタ２１ｃのドレイン及びソース間、電磁マグネット２０１、第３のトランジスタ２１ｃのドレイン及びソース間、負側電源ライン１ｂを経由して、コンデンサ３０まで流れることになり、電磁マグネット２０１のコイルが逆励磁され、被吸着物を開放する。
【００４１】
つぎに、被吸着物の吸着（電磁マグネット２０１の励磁）中に建設機械２００のアーム２０２等を動作（例えば、アーム２０２の上下動）させる複合動作における、被吸着物を吸着（電磁マグネット２０１を励磁）し続ける一連の動作について、図５を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、図５に示す時刻ｔ５において、作業者が建設機械２００のアーム２０２等を操作し、建設機械２００が複合動作を開始したものとする。
また、図５に示す時刻ｔ１から時刻ｔ５までにおける、電磁マグネット制御装置１００及び建設機械２００の動作（単独動作）は、図４と同様の動作（単独動作）となるので、説明を省略する。
【００４２】
ここで、建設機械２００の実機試験により、建設機械２００の単独動作から複合動作に移行した場合における、発電機電圧ｖｉｎ及びマグネット電圧Ｖｍａｇの測定結果について、下表１を用いて説明する。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１に示すように、建設機械２００が単独動作から複合動作に移行した場合には、発電機電圧ｖｉｎ（発電機２０７の電圧波形）の周波数の変化より、電磁マグネット２０１に使用している油量が単独動作時を基準にして４０％程度まで減少していることが分かる。
この結果、建設機械２００の複合動作では、発電機電圧ｖｉｎは約７５Ｖ（ＡＣ）まで電圧が低下し、マグネット電圧Ｖｍａｇは約４５Ｖ（ＤＣ）まで電圧が低下している。
なお、発電機電圧ｖｉｎ及びマグネット電圧Ｖｍａｇがこの最低電圧になるまでの時間は、建設機械２００が複合動作を開始してから約１秒後であり、発電機電圧ｖｉｎ及びマグネット電圧Ｖｍａｇが単独動作時の電圧に復旧するまでにさらに約２秒（複合動作開始から約３秒）を要する。
また、励磁状態及び無励磁状態を繰り返す制御条件では、建設機械２００の複合動作時でも被吸着物が落下しなかった。
【００４５】
特に、建設機械２００の複合動作においては、作業者が電磁マグネット２０１における被吸着物の吸着を意図的に止める場合と異なり、発電機電圧ｖｉｎが０Ｖになるものではなく、作業者が電磁マグネット２０１における被吸着物の吸着を意図的に止める場合と比較して、時刻ｔ６以降のマグネット電圧Ｖｍａｇの最大値が極端に減少するものではない。
【００４６】
そして、作業者は、建設機械２００のアーム２０２を操作するために、時刻ｔ５において、建設機械２００の操作レバーを操作することで、油圧ユニットを制御し、油圧の一部がアーム２０２の操作に使用されることになる。
【００４７】
発電機２０７からの発電機電圧ｖｉｎ（制御電圧Ｖｃ）は、電磁マグネット２０１に使用している油量の減少に伴って徐々に低下し、時刻ｔ６でオフ電圧Ｖｏｆｆになると、制御部４０は、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオフ（ＦＥＴのゲート電圧の無印加）する。
【００４８】
これにより、マグネット電流が電磁マグネット２０１のコイルに流れなくなり、電磁マグネット２０１が無励磁状態になる。
【００４９】
また、電磁マグネット２０１のコイルに蓄積されたエネルギーは、電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力を発生させ、第１のダイオード２２ａに電流を流し、コンデンサ３０に電荷を蓄電する。
【００５０】
また、制御部４０は、時刻ｔ６から切り替え監視時間ｔｔｈ１及びエネルギー回収時間ｔｔｈ２の計測を開始し、エネルギー回収時間ｔｔｈ２が経過するまでは、マグネット電圧Ｖｍａｇがオン電圧Ｖｏｎを越えたしても、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンすることなく、電磁マグネット２０１のコイルの逆起電力及び発電機電圧ｖｉｎによりコンデンサ３０に電荷を蓄電し続ける。
【００５１】
そして、制御部４０は、エネルギー回収時間ｔｔｈ２を経過時に、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンし、コンデンサ３０に蓄電された電荷及び発電機電圧ｖｉｎにより電磁マグネット２０１の励磁状態を開始する。
【００５２】
なお、発電機電圧ｖｉｎは複合動作のため低下しており、コンデンサ３０による電圧も徐々に低下することになる。
そして、コンデンサによる電圧が時刻ｔ８でオフ電圧Ｖｏｆｆになると、制御部４０は、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオフ（ＦＥＴのゲート電圧の無印加）し、マグネット電流が電磁マグネット２０１のコイルに流れなくなり、電磁マグネット２０１が無励磁状態になる。
【００５３】
以下同様に、切り替え監視時間ｔｔｈ１が経過するまで、エネルギー回収時間ｔｔｈ２の無励磁状態（コンデンサ３０の蓄電）と励磁状態（コンデンサ３０の放電）とを繰り返す。この場合に、エネルギー回収時間ｔｔｈ２は一定であるが、時間の経過と共に、電磁マグネット２０１のコイルに蓄積されるエネルギーが減少するため、エネルギー回収時間ｔｔｈ２の経過時のマグネット電圧Ｖｍａｇの最大値は、段階的に減少する。但し、発電機電圧ｖｉｎが０Ｖでないため、作業者が電磁マグネット２０１における被吸着物の吸着を意図的に止める場合と比較して、時刻ｔ６以降のマグネット電圧Ｖｍａｇの最大値が極端に減少するものではない。
【００５４】
そして、制御部４０は、切り替え監視時間ｔｔｈ１の経過時に、マグネット電圧Ｖｍａｇと切り替え電圧ｖｔｈとを比較して、マグネット電圧Ｖｍａｇが切り替え電圧ｖｔｈよりも高いために、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンする。
また、制御部４０は、切り替え監視時間ｔｔｈ１のタイマーをリセットし、励磁状態（通常制御）で制御する。
【００５５】
これにより、マグネット電流は、整流器１０（コンデンサ３０）から、正側電源ライン１ａ、第１のトランジスタ２１ａのドレイン及びソース間、電磁マグネット２０１、第４のトランジスタ２１ｄのドレイン及びソース間、負側電源ライン１ｂを経由して、整流器１０（コンデンサ３０）まで流れることになり、電磁マグネット２０１のコイルが励磁され、被吸着物を吸着し続ける。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る電磁マグネット制御装置１００は、制御部４０が、励磁状態から無励磁状態に移行して当該無励磁状態の移行時から切り替え監視時間ｔｔｈ１の経過時までの間に、第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンするオン電圧Ｖｏｎを無視し、切り替え監視時間ｔｔｈ１より短いエネルギー回収時間ｔｔｈ２の経過時に第１のトランジスタ群をオンし、無励磁状態の移行時から切り替え監視時間ｔｔｈ１の経過時までの間に、無励磁状態及び励磁状態を繰り返す。
これにより、建設機械２００が複合動作を行う場合に、磁化された電磁マグネット２０１の鉄心により、吸着した被吸着物を即時に開放することなく吸着し続けることができるという作用効果を奏する。
【００５７】
また、本実施形態に係る電磁マグネット制御装置１００は、制御部４０が、切り替え監視時間ｔｔｈ１の経過時における、電磁マグネット２０１に印加されるマグネット電圧Ｖｍａｇが切り替え電圧Ｖｔｈ以上である場合に第１のトランジスタ群（第１のトランジスタ２１ａ、第４のトランジスタ２１ｄ）をオンし、マグネット電圧Ｖｍａｇが切り替え電圧Ｖｔｈよりも低い場合に第２のトランジスタ群（第２のトランジスタ２１ｂ、第３のトランジスタ２１ｃ）をオンする。
これにより、作業者の操作により建設機械２００が被吸着物の吸着を止める（励磁状態を解除する）場合と建設機械２００が複合動作する（発電機電圧ｖｉｎが低下する）場合とを区別して、それぞれの場合に応じて、励磁状態から逆励磁状態への移行又は励磁状態の維持を制御することができるという作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ    正側電源ライン
１ｂ    負側電源ライン
１０    整流器
２０    Ｈブリッジ回路
２１    トランジスタ
２１ａ  第１のトランジスタ
２１ｂ  第２のトランジスタ
２１ｃ  第３のトランジスタ
２１ｄ  第４のトランジスタ
２２    半導体ダイオード
２２ａ  第１のダイオード
２２ｂ  第２のダイオード
２２ｃ  第３のダイオード
２２ｄ  第４のダイオード
３０    コンデンサ
４０    制御部
５０    ＡＣ／ＤＣ電源
５１    コンデンサ
６０    表示器
６１    発光ダイオード
６２    液晶ディスプレイ
７０    筐体
７１    調整つまみ
７１ａ  オン電圧設定ボリューム
７１ｂ  オフ電圧設定ボリューム
７１ｃ  遅延時間設定ボリューム
７１ｄ  逆励磁時間設定ボリューム
７１ｅ  励磁制限時間設定ボリューム
７２    取り付けステイ
７３    取り付けボルト孔
７４    放熱板
７５    運転／設定切換ボタン
７６ａ  電源入力コネクタ
７６ｂ  電源出力コネクタ
７６ｃ  接点出力コネクタ
７６ｄ  ダミーコネクタ
７７    防振ゴム
１００  電磁マグネット制御装置
２００  建設機械
２０１  電磁マグネット
２０２  アーム
２０３  破砕爪
２０４  運転席
２０５  流量調節弁
２０６  油圧モータ
２０７  発電機
【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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