(57)【要約】      （修正有）【課題】吊り荷落下の危険の無い状態で燃費向上と安全を両立する。【解決手段】所定の条件下でエンジン回転を自動的にアイドル回転数に低下させるアイドリング制御機能を有するリフティングマグネット付作業機械において、吸引スイッチ４４により吸引信号がリフティングマグネット２０を制御する制御盤４２に導出されたときは、該制御盤４２から前記車体コントローラを介してエンジンコントローラ３７にエンジン回転を自動的に低下させるアイドリング制御機能を解除する信号を導出し、エンジン回転を所定の回転数以上に保持して吸着物の落下を防止し、一方、釈放スイッチ４５により釈放信号が前記制御盤４２に導出されたときは、該制御盤４２から前記車体コントローラを介してエンジンコントローラ３７にアイドリング制御機能にする信号を導出し、エンジン回転をアイドル回転数に低下させるようにした。【選択図】図２
2008128072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される油圧ポンプの圧油を油圧モータに導出し、該油圧モータにより発電機を駆動し、発電された電力によりコイルを励磁するリフティングマグネットと、該リフティングマグネットを制御する制御盤と、前記エンジンを制御するエンジンコントローラと、前記リフティングマグネットを装着した作業機械を制御する車体コントローラを具備し、吸引・釈放スイッチにより吸着物の吸引及び釈放を行うと共に、所定の条件下でエンジン回転を自動的にアイドル回転数に低下させるアイドリング制御機能を有するリフティングマグネット付作業機械において、前記吸引・釈放スイッチにより吸引信号が前記制御盤に導出されたときは、該制御盤から前記車体コントローラを介してエンジンコントローラにアイドリング制御機能を解除する信号を導出し、エンジン回転を所定の回転数以上に保持して吸着物の落下を防止したことを特徴とするリフティングマグネット付作業機械のエンジン制御装置。
【請求項２】
上記吸引・釈放スイッチにより釈放信号が上記制御盤に導出されたときは、該制御盤から上記車体コントローラを介してエンジンコントローラにアイドリング制御機能にする信号を導出し、エンジン回転をアイドル回転数に低下させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のリフティングマグネット付作業機械のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力によって鉄等の金属スクラップの選別や積み込み作業を行うリフティングマグネットをアームの先端に取り付けた油圧ショベル等のリフティングマグネット付作業機械のエンジン制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベルにおいては、燃費の節約等のために非作業状態にあるときは、エンジン回転を自動的にアイドル回転数にするアイドリング制御機能を採用している（特許文献１）。
【０００３】
このようなアイドリング制御機能を有する油圧ショベルは、ブーム、アーム、バケット及び旋回の全ての操作レバーが中立位置に戻されたときを非作業状態とみなしてエンジン回転をアイドル回転数に低下させている。
【０００４】
一方、油圧ショベルのバケットの代わりにリフティングマグネットを取り付け、該リフティングマグネットの磁力によって鉄等の金属スクラップの選別や積み込み作業を行うことは知られている(特許文献２)。
【０００５】
このようなリフティングマグネット付作業機械において、リフティングマグネットへの給電は、作業機械にリフティングマグネット用発電機(以下、「発電機」という)を搭載させ、エンジンにより駆動される油圧ポンプの圧油を油圧モータに導出し、該油圧モータにより前記発電機を駆動して電力を起こし、該電力をリフティングマグネットに供給するようにしている。ここでのエンジンは、油圧ショベルの各アクチュエータ等を駆動しているエンジンを共用している。すなわち、１機のエンジンを使用しているため、アクチュエータの複合操作を行うときや負荷に応じてエンジン回転数が増減するときは、発電機の回転数変化が頻繁に起こる。
【０００６】
そして、リフティングマグネットの吸引作業中における発電機の出力電圧の低下は、リフティングマグネットに対する電力供給を不安定にし、吊り荷の落下やリフティングマグネットの制御機器等に破損を招くおそれがある。
【０００７】
そこで、リフティングマグネットを備えた従来の作業機械では、吊り荷落下事故等を防止するために、発電機を常に高回転で回転させて、出力電圧を常に一定の出力以上に維持していた。
【特許文献１】特開平０３−１１５７４８号公報。
【特許文献２】特開２００６−２１９２７２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の１機のエンジンを使用して、油圧ショベルの各アクチュエータの駆動と発電機の駆動を行っている作業機械では、リフティングマグネットの吊り荷落下事故等を防止するのに、発電機を常に高回転で回転させ、出力電圧を一定の出力以上に維持する必要があり、エンジンも高回転で回転させるので燃費が悪化していた。
【０００９】
そこで、吊り荷落下の危険の無い状態で燃費を向上させることができるようにして、燃費と安全を両立できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、エンジンにより駆動される油圧ポンプの圧油を油圧モータに導出し、該油圧モータにより発電機を駆動し、発電された電力によりコイルを励磁するリフティングマグネットと、該リフティングマグネットを制御する制御盤と、前記エンジンを制御するエンジンコントローラと、前記リフティングマグネットを装着した作業機械を制御する車体コントローラを具備し、吸引・釈放スイッチにより吸着物の吸引及び釈放を行うと共に、所定の条件下でエンジン回転を自動的にアイドル回転数に低下させるアイドリング制御機能を有するリフティングマグネット付作業機械において、前記吸引・釈放スイッチにより吸引信号が前記制御盤に導出されたときは、該制御盤から前記車体コントローラを介してエンジンコントローラにアイドリング制御機能を解除する信号を導出し、エンジン回転を所定の回転数以上に保持して吸着物の落下を防止したリフティングマグネット付作業機械のエンジン制御装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、吸引・釈放スイッチにより吸引信号が制御盤に導出され、リフティングマグネットが吸着物を吸引しているときは、エンジン回転数を自動的に低下させるアイドリング制御機能を解除して発電機の出力電圧が所定以下の電圧にならないようにすることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、吸引・釈放スイッチにより釈放信号が制御盤に導出されたときは、該制御盤から車体コントローラを介してエンジンコントローラにアイドリング制御機能にする信号を導出し、エンジン回転をアイドル回転数に低下させるようにしたリフティングマグネット付作業機械のエンジン制御装置を提供する。
【００１３】
この構成によれば、吸引・釈放スイッチにより釈放信号が制御盤に導出され、リフティングマグネットが吸着物を釈放したときは、エンジン回転をアイドル回転数に低下させることができる。
【００１４】
なお、ここでのアイドリング制御機能には、「オートアイドル」の他に「ワンタッチアイドル」や「オートデセル」と称する機能を含む。
【００１５】
すなわち、「オートアイドル」又は「オートデセル」は、建設機械の走行レバーやブーム操作レバーなどの操作系が無操作状態の場合に、エンジン回転をアイドル回転数へ自動的に低下させる機能であり、油圧系のパイロット油路に設けた圧力スイッチ等の操作検出手段によって操作の有無を検出する。そして、全ての操作系がオフ状態となってパイロット油路の圧力が低下すると、コントローラがエンジン回転をアイドル回転数とし、いずれかの操作レバーが操作されてパイロット油路の圧力スイッチがオンしたときは、「オートアイドル制御機能」又は「オートデセル制御機能」を解除して、エンジン回転がスロットルボリュームにより設定された回転数に復帰する。
【００１６】
一方、「ワンタッチアイドル」は、ノンロック型のワンタッチアイドルスイッチを押すと、コントローラがこのオン信号を受けてエンジン回転をアイドル回転数とし、再びワンタッチアイドルスイッチを押すと、エンジン回転がスロットルボリュームにより設定された回転数に復帰する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明は、リフティングマグネットの吸引動作中は、発電機の出力電圧が所定以下の電圧にならないようにして、リフティングマグネットによる吊り荷落下事故等の発生を防止するので安全が維持できると共に、エンジン回転がスロットルボリュームにより設定された回転数に復帰するので作業能率を向上することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、リフティングマグネットが吸引動作を終えると、アイドリング制御機能によりエンジン回転を自動的にアイドル回転数にすることができるので、燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
吊り荷落下の危険の無い状態で燃費を向上させることができるようにして、燃費と安全を両立できるようにするという目的を達成するために、エンジンにより駆動される油圧ポンプの圧油を油圧モータに導出し、該油圧モータにより発電機を駆動し、発電された電力によりコイルを励磁するリフティングマグネットと、該リフティングマグネットを制御する制御盤と、前記エンジンを制御するエンジンコントローラと、前記リフティングマグネットを装着した作業機械を制御する車体コントローラを具備し、吸引・釈放スイッチにより吸着物の吸引及び釈放を行うと共に、所定の条件下でエンジン回転を自動的にアイドル回転数に低下させるアイドリング制御機能を有するリフティングマグネット付作業機械において、前記吸引・釈放スイッチにより吸引信号が前記制御盤に導出されたときは、該制御盤から前記車体コントローラを介してエンジンコントローラにアイドリング制御機能を解除する信号を導出し、エンジン回転を所定の回転数以上に保持して吸着物の落下を防止し、一方、上記吸引・釈放スイッチにより釈放信号が前記制御盤に導出されたときは、該制御盤から上記車体コントローラを介してエンジンコントローラにアイドリング制御機能にする信号を導出し、エンジン回転をアイドル回転数に低下させることにより実現した。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明のリフティングマグネット付作業機械のエンジン制御装置について、好適な実施例をあげて説明する。
【００２１】
図１は、本発明を適用したリフティングマグネット付作業機械としての油圧ショベルを示す。図１に示す油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回機構３を介して旋回自在に設置された上部旋回体４とよりなる。
【００２２】
下部走行体２は、センターフレーム５と、該センターフレーム５の両側に、互いに平行するように設けられた１対のサイドフレーム６，６よりなるロワーフレーム７を有している。各サイドフレーム６，６の一端側には、遊動輪８が前後移動可能に支承され、他端側には、走行油圧モータ９により回転駆動される駆動輪１０が設けられている。
【００２３】
遊動輪８と駆動輪１０の間には、無端状のトラックシュー１１が捲装され、サイドフレーム６，６の上下部には、複数のトラックローラ１２，１２…が回転自在に支承されている。そして、トラックシュー１１を駆動輪１０で駆動し、トラックローラ１２，１２…でトラックシュー１１の走行を案内することにより、下部走行体２が自走できるようになっている。
【００２４】
前記上部旋回体４は、底部が旋回フレーム１３で構成され、この旋回フレーム１３の前部中央に作業機１４が装着されている。
【００２５】
作業機１４は、基端が旋回フレーム１３に枢着され、ブームシリンダ１５により俯仰自在なブーム１６と、該ブーム１６の先端に基端側が枢着され、アームシリンダ１７により回動可能なアーム１８と、該アーム１８の先端に枢着され、リフティングマグネットシリンダ１９により回動可能なリフティングマグネット２０とより構成されている。なお、リフティングマグネット２０は、油圧ショベル１の使用目的に応じて現場で取り外し、バケット(図示せず)等と交換できるようになっている。
【００２６】
旋回フレーム１３の前部には、作業機１４の左側方に位置し、かつ作業機１４に近接してキャブ２１が設置され、旋回フレーム１３の後部には、ボンネットカバー２２により覆われたエンジン室２３が設置されている。該エンジン室２３内には動力用のエンジン２４(図２参照)が収容されており、旋回フレーム１３の後端にはカウンタウエイト２５が取り付けられている。
【００２７】
図２は、油圧ショベル１の駆動制御回路図である。図２において、前記油圧ショベル１に搭載された前記エンジン２４の駆動軸には、発電用油圧ポンプ２６と、油圧ショベル１の各種油圧アクチュエータ等を駆動する作業機用油圧ポンプ２７Ａ，２７Ｂが取り付けられている。作業機用油圧ポンプ２７Ａ，２７Ｂの下流にはそれぞれコントロールバルブ２８，２９，３０，３１とコントロールバルブ３２，３３，３４，３５が直列に配置されている。
【００２８】
図２において、初段のコントロールバルブ２８，３２はそれぞれ左と右の走行油圧モータ９，９(図１参照)を制御し、次段以降のコントロールバルブ２９，３０，３１とコントロールバルブ３３，３４，３５は、旋回モータやブームシリンダ、アームシリンダ、リフティングマグネットシリンダやその他の作業用アクチュエータを制御する。
【００２９】
前記エンジン２４は、例えばディーゼルエンジンであり、電子制御の燃料調整装置３６を備えている。燃料調整装置３６は、エンジンコントローラ３７からの燃料噴射指令により制御され、エンジン２４の回転数を制御する。
【００３０】
エンジンコントローラ３７は、車体コントローラ３８からの信号に基づいて燃料噴射指令を演算し、かつ燃料噴射指令により燃料調整装置３６を制御し、エンジン回転数を目標エンジン回転数となるように制御する。
【００３１】
車体コントローラ３８は、油圧ショベル１の全体を制御するもので、オートアイドル制御機能、ワンタッチアイドル制御機能、モード切換制御機能等のエンジン自動制御システムを搭載しており、これらの制御機能が作動しているときには、その制御機能により設定された目標回転数を出力する。すなわち、車体コントローラ３８は、演算、設定した目標回転数をシリアル通信やＣＡＮ通信によってエンジンコントローラ３７に送り、エンジンコントローラ３７は燃料調整装置３６を制御し、目標エンジン回転数にする。
【００３２】
前記発電機用油圧ポンプ２６から吐出される圧油の油路は、電磁切換弁３９を介して発電用油圧モータ４０に接続されている。該電磁切換弁３９は入力ポートが前記発電機用油圧ポンプ２６に接続され、出力ポートがタンクに連通するポジション（イ）と発電機用油圧モータに連通するポジション（ロ）に切り換え可能な３ポート２位置切換弁であり、該電磁切換弁３９のソレノイド３９ａに通電されないときは、ばね３９ｂの付勢力によりポジション（イ）に保持される。前記発電機用油圧モータ４０には、該発電機用油圧モータ４０により駆動されて交流電力を発電する発電機４１が連結され、該発電機４１はリフティングマグネット２０の電源となるもので、該発電機４１の出力端子は制御盤４２を介して、前記リフティングマグネット２０に接続されている。
【００３３】
また、前記制御盤４２には、前記電磁切換弁３９のソレノイド３９ａと左右の操作レバー４３，４３に設けた吸引スイッチ４４、釈放スイッチ４５とリフマグモード設定手段としてのリフマグモード設定スイッチ４６が夫々接続され、該リフマグモード設定スイッチ４６はヒューズ４７を介して電源４８に接続されている。
【００３４】
図３は、リフマグモード設定スイッチ４６、吸引スイッチ４４及び釈放スイッチ４５を操作した場合のリフティングマグネット作業のフローチャートであり、図３のフローチャートを用いて動作を次に説明する。
【００３５】
先ずエンジン２４を始動し（ステップＳ１）、スロットルボリューム（図示省略）によりエンジン回転数を設定する（ステップＳ２）。その後、リフマグモード設定スイッチ４６をオン(ＯＮ)にすると（ステップＳ３）、その信号が制御盤４２に導出されてリフマグモードに切り換わり、制御盤４２から電磁切換弁３９のソレノイド３９ａに通電されると、該電磁切換弁３９はポジション（イ）からポジション（ロ）に切り換わり、発電機用油圧ポンプ２６から吐出された圧油が発電機用油圧モータ４０に供給され、該発電機用油圧モータ４０が回転を始める。この結果、発電機用油圧モータ４０の駆動で発電機４１が回転し、発電機４１で交流電力が発電される（ステップＳ４）。この交流電力は、制御盤４２で整流されて直流電力に変換される。
【００３６】
次に、操作レバー４３に取り付けられている吸引スイッチ４４をオンにすると（ステップＳ５）、その信号が制御盤４２に導出され、該制御盤４２からアイドリング制御機能を解除する信号が車体コントローラ３８を介してエンジンコントローラ３７に導出され（ステップＳ６）、該エンジンコントローラ３７からエンジン２４の燃料調整装置３６にエンジン回転をスロットルボリュームにより設定されたエンジン回転数にする燃料噴射指令が出力され（ステップＳ７）、エンジンの高回転により発電機用油圧ポンプ２６の吐出量が増加し、発電機用油圧モータ４０が高回転になるため、発電機４１で発電された電力も増加し、その増加した電力が制御盤４２を介してリフティングマグネット２０に供給される。
【００３７】
これにより、作業機用油圧ポンプ２７Ａ，２７Ｂによってブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、及びリフティングマグネットシリンダ１９等の作業機のアクチュエータを駆動しながら、リフティングマグネット２０によって対象物の吸着や運搬等の作業が安全に実行される。
【００３８】
一方、操作レバー４３に取り付けられている釈放スイッチ４５をオンにすると（ステップＳ８）、その信号が制御盤４２に導出され、該制御盤４２からリフティングマグネット２０への電気エネルギーの供給が遮断されると共に、該制御盤４２からアイドリング制御機能にする信号が車体コントローラ３８を介してエンジンコントローラ３７に導出され、該エンジンコントローラ３７からエンジン２４の燃料調整装置３６にエンジン回転をアイドル回転数にする燃料噴射指令が出力されエンジン回転数が低下する（ステップＳ９）。
【００３９】
これにより、燃料消費量が減少し、燃費が向上する。
【００４０】
その後、リフマグ作業を継続するか又は終了するかの判断を行い（ステップ１０）、リフマグ作業を継続する場合は、ステップＳ５の吸引スイッチ４４をオンにして上記サイクルを繰り返す。一方、リフマグ作業を終了する場合は、リフマグモード設定スイッチ４６をオフにし（ステップＳ１１）、その信号が制御盤４２に導出されると、該制御盤４２からは前記電磁切換弁３９のソレノイド３９ａに通電されないので、該電磁切換弁３９は、ばね３９ｂの付勢力によりポジション（イ）に切り換わり、発電機用油圧ポンプ２６から発電機用油圧モータ４０に供給される圧油が停止し、同時に発電機４１の回転も停止する。
【００４１】
以上により、本実施例における駆動制御回路では、燃費と安全を両立させることができる。
【００４２】
なお、上記実施例の構造では、エンジン２４の駆動時に、リフマグモード設定スイッチ４６をオフにすると、発電機用油圧モータ４０と発電機４１の回転を停止させるようにした場合について説明したが、発電機用油圧モータ４０と発電機４１の回転をそのまま継続させ、発電機４１で作られた電力を蓄電器等に蓄電するようにしてもよい。また、下部走行体２が無端状のトラックシューの場合について説明したが、下部走行体がホイール式のリフティングマグネット付作業機械であってもよい。
【００４３】
尚、本発明は本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を適用した油圧ショベルの側面図。
【図２】同上油圧ショベルの駆動制御回路図。
【図３】同上油圧ショベルのリフマグ作業の制御の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１      油圧ショベル(リフティングマグネット付作業機械)
２０    リフティングマグネット
２４    エンジン
２６    発電用油圧ポンプ
２７Ａ，２７Ｂ  作業機用油圧ポンプ
３６    燃料調整装置  
３７    エンジンコントローラ
３８    車体コントローラ
３９    電磁切換弁
４０    発電用油圧モータ
４１    発電機
４２    制御盤
４３    操作レバー
４４    吸引スイッチ
４５    釈放スイッチ
４６    リフマグモード設定スイッチ
【図１】
2008128072.tif 000003
【図２】
2008128072.tif 000004
【図３】
2008128072.tif 000005