(57)【要約】【課題】積み込み装置の自重設定操作を簡単にし、しかも荷重検出を正確に行う。【解決手段】ブームシリンダヘッド圧力、同ロッド側圧力、ブーム角度、アーム角度等の情報に基づいてコントローラ１１で荷重を求める荷重検出装置において、自重設定スイッチ１７を設け、同スイッチ１７の操作によって積み込み装置の自重を自動的に演算・設定し、検出される荷重からこの自重を差し引いて実荷重を求めるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷を持ち上げる積み込み装置を備えた積み込み機械の荷重検出装置において、上記積み込み装置に作用する荷重を求めるための情報を検出する検出手段と、この検出手段からの情報に基づいて荷重を演算する荷重演算手段と、上記積み込み装置の自重の設定を指令する自重設定スイッチとを具備し、上記荷重演算手段は、上記自重設定スイッチによる自重設定指令があったときに、積み込み装置の自重を演算して設定するとともに、総荷重からこの自重を差し引いて実荷重を求めるように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷重検出装置において、荷重演算手段は、積み込み作業ごとに求められた実荷重を積算するように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の荷重検出装置において、荷重演算手段からの信号に基づいて作動する警報手段が設けられ、荷重演算手段は、積算された荷重が予め設定された制限値以上となったときに上記警報手段を作動させるように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の積み込み機械の荷重検出装置において、実荷重の積算／リセットを指令する積算スイッチが設けられ、荷重演算手段は、この積算スイッチによって積算指令が出されたときは実荷重の積算を行い、リセット指令が出されたときは積算荷重をリセットするように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリフティングマグネットやグラップル等を備えた積み込み装置によってスクラップ等を運搬車に積み込む積み込み機械において、持ち上げた荷重を検出する荷重検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばスクラップローダと称される積み込み機械は、図３，４に示すようにホイール式（またはクローラ式）の走行体１を備えた自走式のベースマシン２に積み込み装置３がアタッチメントとして取付けて構成される。
【０００３】
積み込み装置３は、ブームシリンダ４によって起伏作動するブーム５の先端に、アームシリンダ６によって水平軸まわりの回動運動を行うアーム７を取付けるとともに、このアーム７の先端に積み込み具としてのリフティングマグネット（図３参照。以下、通称に従ってリフマグという）８、または開閉爪を備えたグラップル９（図４参照）を取付けて構成され、スクラップを、リフマグ８の場合は吸着し、グラップル９の場合はつかんで持ち上げた上で運搬車に積み込む。
【０００４】
また、油圧ショベルも、バケットにすくいとった土砂をダンプカーに積み込む作業を行うことから、積み込み機械の一種となる。
【０００５】
このような積み込み機械においては、運搬車の過積載防止等の見地から積載荷重を管理する必要があるため、積み込み装置３によって持ち上げた荷重を検出している（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
また、運搬車が過積載とならないように毎回の荷重を積算する技術も公知である（たとえば特許文献２参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−６４３６０号公報
【特許文献２】
特開平１０−２４５８７４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、公知技術によると、荷を持ち上げた状態で積み込み装置３の自重を含む総荷重を検出する構成をとっているため、荷重検出が不正確になるという問題があった。
【０００９】
なお、積み込み装置３の各部の重量は既知であるため、荷重検出に先立ってその自重を設定し、検出された総荷重からこの自重を差し引いて実荷重を求めることは可能である。
【００１０】
しかし、この場合、オペレータが手動操作によって数値を制御部にインプットするか、複数の設定値のうちで切換える方式がとられているため、操作そのものが面倒となる。
【００１１】
また、積み込み機械では、積み込みの対象物の種類等に応じて装着される積み込み装置３（主として積み込み具）の種類が異なり、かつ、同じ種類でもサイズが異なるものが使い分けられる場合があるため、装着された積み込み装置３の自重を正確に把握することは必ずしも容易ではない。このため、自重設定操作がさらに面倒となるとともに、自重設定が不正確となり、結局、荷重検出が不正確になる。
【００１２】
そこで本発明は、積み込み装置の自重設定操作が容易で、荷重検出を正確に行うことができる積み込み機械の荷重検出装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、荷を持ち上げる積み込み装置を備えた積み込み機械の荷重検出装置において、上記積み込み装置に作用する荷重を求めるための情報を検出する検出手段と、この検出手段からの情報に基づいて荷重を演算する荷重演算手段と、上記積み込み装置の自重の設定を指令する自重設定スイッチとを具備し、上記荷重演算手段は、上記自重設定スイッチによる自重設定指令があったときに、積み込み装置の自重を演算して設定するとともに、総荷重からこの自重を差し引いて実荷重を求めるように構成されたものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、荷重演算手段は、積み込み作業ごとに求められた実荷重を積算するように構成されたものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、荷重演算手段からの信号に基づいて作動する警報手段が設けられ、荷重演算手段は、積算された荷重が予め設定された制限値以上となったときに上記警報手段を作動させるように構成されたものである。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、実荷重の積算／リセットを指令する積算スイッチが設けられ、荷重演算手段は、この積算スイッチによって積算指令が出されたときは実荷重の積算を行い、リセット指令が出されたときは積算荷重をリセットするように構成されたものである。
【００１７】
上記構成によると、空荷状態で自重設定スイッチが操作されると、荷重演算部による荷重演算が行われて積み込み装置の自重が自動的に演算・設定され、以後、積み込み作業ごとに検出された総荷重から自重が差し引かれて実荷重が求められる。
【００１８】
すなわち、オペレータは作業開始に際して自重設定スイッチを操作するだけでよく、積み込み装置が変わるたびに同装置の自重データを変えて数値をインプットしたり複数の設定値のうちから選択したりする必要がなくなり、自重設定操作が簡単となる。
【００１９】
また、自重データの誤入力や誤選択のおそれがないため、正確な荷重検出を行うことができる。
【００２０】
この場合、請求項２，３の構成によると、各回の積み込み作業ごとの実荷重を積算するため、この積算荷重をオペレータに向けて表示したり記録したりすることによって積算荷重を正確に管理することができる。
【００２１】
また、請求項３の構成によると、積算荷重が制限値以上となったときに警報を発するため、たとえば運搬車に積み込む直前に満杯を報知し、過積載を防止することができる。
【００２２】
請求項４の構成によると、積算スイッチという一つのスイッチの操作によって荷重演算部での積算作用とそのリセット作用が行われる。たとえば、積算スイッチが設定時間以上継続してオン操作されたときに、リセット指令として積算荷重がリセットされ、設定時間内の操作であれば、積算指令として積算作用が行われる。
【００２３】
これにより、一つのスイッチの操作によって積算とそのリセットを行うことができるため、荷重の積算を行う必要がある積み込み機械において、自重設定が容易であることと合わせて荷重検出のための操作がより簡単となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００２５】
図１にこの荷重検出装置のブロック構成を示す。
【００２６】
この装置においては、荷重演算部としてのコントローラ１１を備え、このコントローラ１１に荷重検出のための情報を送る検出手段として、図３，４のブームシリンダ４のヘッド側圧力を検出するブームシリンダヘッド圧力センサ１２と、同ロッド側圧力を検出するブームシリンダロッド圧力センサ１３と、ブーム５の傾斜角度を検出するブーム角度センサ１４と、アーム７の傾斜角度を検出するアーム角度センサ１５とが設けられ、コントローラ１１においてこれらからの情報に基づいて、積み込み装置３に作用する荷重が計算で求められる。
【００２７】
ここで、求められる荷重Ｗには、積み込み装置３の自重Ｗｊが含まれており、荷のみによる実荷重Ｗｒは、
Ｗｒ＝Ｗ−Ｗｊ
となる。
【００２８】
一方、スイッチ及び入力手段として、積算スイッチ１６と、自重設定スイッチ１７と、積算制限値設定器１８が設けられ、コントローラ１１においてこれらの操作に基づく次のような処理が行われる。
【００２９】
積算スイッチ１６の操作
積算スイッチ１６が、予め定めた時間（たとえば３秒）以上、継続して操作されると、リセット指令操作であるとしてこれまでの積算値をクリアするリセット作用が行われ、時間内の操作であれば、積算指令操作であるとして積み込み作業ごとに求められた実荷重Ｗｒを積算して積算荷重Ｗｔを求める積算作用が行われる。
【００３０】
自重設定スイッチ１７の操作
自重設定スイッチ１７は、積み込み装置３の自重を求める自重設定を行うか否かの選択を行い、たとえば空荷状態で同スイッチ１７がオン操作されたときに、そのときのセンサ情報に基づいて求められた荷重が自重として自動的に設定・記憶される。
【００３１】
積算制限値設定器１８の操作
同設定器１８は、ボリュームスイッチまたは切換スイッチとして構成され、その操作に応じて積算値の制限値が設定される。たとえば、運搬車一台の積載制限が３トンの場合に積算制限値が３トン以下に設定される。
【００３２】
また、コントローラ１１によって求められた荷重をモニタ表示するための表示器１９と、積算荷重Ｗｔが上記制限値を超えた場合に警報を発する警報ブザー２０が設けられている。
【００３３】
コントローラ１１による処理内容を図２のフローチャートを併用して説明する。
【００３４】
処理開始後、ステップＳ１で自重設定スイッチ１７が立ち上がっているか（自重設定を行う操作が行われているか）が判別され、ＮＯの場合はステップＳ２に移行し、ＹＥＳの場合はステップＳ３に移行する。
【００３５】
ステップＳ３では、すでに前回の積み込み作業時に自重設定されている（自重設定済み）か否かが判別され、ＹＥＳの場合はすでに自重設定モードになっていて自重設定の必要がないため、ステップＳ４で自重設定フラグオフ、ステップＳ５で自重リセット（Ｗｊ←０）の操作が行われてステップＳ２に移る。
【００３６】
一方、ステップＳ３でＮＯ（まだ自重設定がされていない）の場合は、自重設定するべくステップＳ６で自重設定フラグオンとされた後、ステップＳ７でセンサ情報に基づいて自重Ｗｊが求められてセットされ（Ｗｊ←Ｗ）、かつ、ステップＳ８で積算荷重Ｗｔがリセットされる（Ｗｔ←０）。
【００３７】
このように、自重設定スイッチ１７の操作のみによって積み込み装置３の自重が自動的に演算されセットされる。このため、オペレータは作業開始に際して自重設定スイッチ１７を操作するだけでよく、積み込み装置３の種類や仕様が変わるたびに自重データを変えて数値をインプットしたり複数の設定値のうちから選択したりする必要がなくなり、自重設定操作がきわめて簡単となる。
【００３８】
また、自重データの誤入力や誤選択のおそれがないため、実荷重Ｗｒを正確に検出することができる。
【００３９】
ステップＳ２では、自重設定済みか否かが判別され、自重設定済み（ＹＥＳ）の場合は、ステップＳ９で実荷重計算、すなわち、検出された総荷重Ｗから自重Ｗｊを差し引いて実荷重Ｗｒを求める計算が行われる。
【００４０】
次いで、ステップＳ１０で積算スイッチ１６が積算指令操作されたか否かが判別され、ＮＯの場合はリセット指令操作であるとしてステップＳ１１で積算荷重Ｗｔがリセットされる。
【００４１】
これに対し、ＹＥＳの場合は積算指令操作であるとしてステップＳ１２で積算荷重の演算（前回までの積算荷重Ｗｔに今回の実荷重Ｗｒを加算）が行われる。
【００４２】
一方、ステップＳ２でＮＯ（自重設定済みでない）の場合は、ステップＳ１３で自重Ｗｊを含んだ検出荷重Ｗがそのまま現荷重Ｗｎとしてセットされる。
【００４３】
以後、この処理が積み込み作業ごとに繰り返される。
【００４４】
なお、フローチャート中での図示は省略しているが、積み込み作業ごとに、求められた実荷重Ｗｒまたは現荷重Ｗｎ、それに積算荷重Ｗｔが荷重表示器１９に表示される。
【００４５】
また、積算荷重Ｗｔが制限値以上となるとコントローラ１１からの信号に基づいて警報ブザー２０が作動し、オペレータに警報する。従って、オペレータはその時点で積み込みを中止するか、警報ブザー２０が停止するまで荷を減らせばよい。
【００４６】
ところで、荷重表示器１９において、自重設定の有無を表示してもよいし、警報や点滅表示、色替え表示等を行って自重設定スイッチ１７の操作による自重設定を促すようにしてもよい。
【００４７】
また、実荷重Ｗｒまたは現荷重Ｗｎと積算荷重Ｗｔをスイッチの切換操作によって一つのモニタに切換表示するように構成してもよい。
【００４８】
さらに、本発明はスクラップを積み込むスクラップローダに限らず、土砂や砕石等を積み込むものを含む積み込み機械全般に適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、自重設定スイッチの操作のみによって積み込み装置の自重を自動的に演算し設定することができるため、オペレータは作業開始に際して自重設定スイッチを操作するだけでよく、積み込み装置の種類や仕様が変わるたびに自重データを変えて数値をインプットしたり複数の設定値のうちから選択したりする必要がなくなり、自重設定操作がきわめて簡単となる。
【００５０】
また、自重データの誤入力や誤選択のおそれがないため、正確な荷重検出を行うことができる。
【００５１】
この場合、請求項２，３の発明によると、各回の積み込み作業ごとの実荷重を積算するため、この積算荷重をオペレータに向けて表示したり記録したりすることによって積算荷重を正確に管理することができる。
【００５２】
また、請求項３の発明によると、積算荷重が制限値以上となったときに警報を発するため、たとえば運搬車に積み込む直前に満杯を報知し、過積載を防止することができる。
【００５３】
請求項４の発明によると、積算スイッチという一つのスイッチの操作によって積算とそのリセットを行うことができるため、荷重の積算を行う必要がある積み込み機械において、自重設定が容易であることと合わせて荷重検出のための操作がより簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる荷重検出装置のブロック構成図である。
【図２】同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明が適用されるリフマグ式のスクラップローダの全体概略側面図である。
【図４】本発明が適用されるグラップル式のスクラップローダの全体概略側面図である。
【符号の説明】
３  積み込み装置
１１  荷重演算手段としてのコントローラ
１２  検出手段としてのブームシリンダヘッド圧力センサ
１３  同ロッド圧力センサ
１４  ブーム角度センサ
１５  アーム角度センサ
１６  積算スイッチ
１７  自重設定スイッチ
１８  積算制限値設定器
１９  荷重表示器
２０  警報手段としての警報ブザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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