(57)【要約】【課題】初心者でも選別作業を簡単にかつ迅速に行い得る自走式リフティングマグネット作業機械を提供する。【解決手段】自走式リフティングマグネット作業機械は、油圧モータ駆動式発電機を電源とするリフティングマグネットがアームの先端に取り付けられてなる。上記発電機からリフティングマグネットへの通電を制御する制御手段を備える。この制御手段は、１回のスイッチ操作によりリフティングマグネットへの通電を一旦遮断して釈放を行い、所定時間経過後に通電を再開して吸着を行うオフオン制御（Ｓ６）が選択的に実行可能に設けられている。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧モータ駆動式発電機を電源とするリフティングマグネットがアームの先端に取り付けられた自走式リフティングマグネット作業機械において、
上記発電機からリフティングマグネットへの通電を制御する制御手段を備えており、この制御手段は、１回のスイッチ操作によりリフティングマグネットへの通電を一旦遮断して釈放を行い、所定時間経過後に通電を再開して吸着を行うオフオン制御が選択的に実行可能に設けられていることを特徴とする自走式リフティングマグネット作業機械。
【請求項２】
上記所定時間を調整する調整手段を備えている請求項１記載の自走式リフティングマグネット作業機械。
【請求項３】
上記オフオン制御を実行するためのスイッチは、リフティングマグネットによる吸着又は釈放を行うためのスイッチとは別に作業用操作レバーのグリップ部に設けられている請求項１又は２記載の自走式リフティングマグネット作業機械。
【請求項４】
上記オフオン制御を実行するためのスイッチは、リフティングマグネットによる吸着又は釈放を行うためのスイッチと兼用されており、スイッチ操作の仕方から制御手段がいずれの選択かを判別するようになっている請求項１又は２記載の自走式リフティングマグネット作業機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アームの先端に取り付けたリフティングマグネットにより鉄などの金属スクラップの選別、積み込みなどの作業を行う自走式リフティングマグネット作業機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の自走式リフティングマグネット作業機械は、例えば特許文献１に開示されるように、エンジン駆動式の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油によって駆動される油圧モータと、この油圧モータにより駆動される発電機と、アーム先端に取り付けられ発電機を電源とするリフティングマグネットとを備え、上記発電機からリフティングマグネットへの通電を制御してリフティングマグネットによる金属スクラップの吸着及び釈放を行うようになっている。
【０００３】
そして、上記リフティングマグネットへの通電の制御は、例えば特許文献２に開示されるように、発電機とリフティングマグネットとの間に接続された電圧制御回路などからなる制御手段によって行われる。その制御内容は、通常、作業者が吸着スイッチを操作して吸着を行うときには吸着の初期励磁のために順方向に定格電圧以上の電圧を印加し、所定時間経過後に順方向に定格電圧を印加するものである。また、作業者がリフティングマグネットに吸着した金属スクラップを釈放するために釈放スイッチを操作したときには、電流を遮断しただけでは磁力が残留することから、直ちに又は遮断後所定時間経過した後に逆方向の電圧を所定時間印加して消磁を行っている。尚、吸着スイッチと釈放スイッチは、別々に設けられる場合と、一つのスイッチで兼用される場合とがある。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭５７−９９８８２号公報（全頁、全図）
【特許文献２】
特開２００２−３５９１１２号公報（第２−５頁、図１−図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自走式リフティングマグネット作業機械による作業の一つとして、リフティングマグネットに吸着した金属スクラップを、その種類や大きさなどに応じて一部のみ釈放して選別作業を行うために、釈放スイッチの操作後所定時間（０．１〜０．５秒程度）経過した後に吸着スイッチを操作するといういわゆるオフオン操作をすることがあるが、このオフオン操作は、瞬間的にスイッチを２度操作する必要がある上、その操作間隔が金属スクラップの種類や大きさなどによって異なることから、初心者にとって難しいという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、オフオン操作を自動制御でもって行うことにより、初心者でも選別作業を簡単にかつ迅速に行い得る自走式リフティングマグネット作業機械を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、油圧モータ駆動式発電機を電源とするリフティングマグネットがアームの先端に取り付けられた自走式リフティングマグネット作業機械において、上記発電機からリフティングマグネットへの通電を制御する制御手段を備える。そして、この制御手段において、１回のスイッチ操作によりリフティングマグネットへの通電を一旦遮断して釈放を行い、所定時間経過後に通電を再開して吸着を行うオフオン制御が選択的に実行可能に設けられる構成とする。
【０００８】
この構成では、リフティングマグネットに吸着した金属スクラップを、その種類や大きさなどに応じて一部のみ釈放して選別作業を行う場合、作業者が特定のスイッチ操作を１回するとそのスイッチ操作を基に、リフティングマグネットへの通電を制御する制御手段によりオフオン制御が実行され、リフティングマグネットへの通電を一旦遮断して釈放が行われ、所定時間経過後に通電を再開して吸着が行われるため、作業者が初心者であっても選別作業を容易にかつ迅速に行うことができることになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の自走式リフティングマグネット作業機械において、上記所定時間を調整する調整手段を備える構成とする。この構成では、選別作業を行う前又は途中に金属スクラップの種類や大きさなどに応じてオフオン制御における釈放から吸着に移行するまでの時間を調整手段によって調整することにより、選別作業をより適切に行うことができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の自走式リフティングマグネット作業機械において、上記オフオン制御を実行するためのスイッチを、リフティングマグネットによる吸着又は釈放を行うためのスイッチとは別に作業用操作レバーのグリップ部に設ける構成とする。この構成では、オフオン制御用のスイッチが、吸着又は釈放用のスイッチとは別に作業用操作レバーのグリップ部に設けられているため、作業者は操作レバーのグリップ部を握ったままオフオン制御用のスイッチ操作をすることができ、操作性を高めることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２記載の自走式リフティングマグネット作業機械において、上記オフオン制御を実行するためのスイッチを、リフティングマグネットによる吸着又は釈放を行うためのスイッチと兼用し、スイッチ操作の仕方から制御手段がいずれの選択かを判別するように構成する。この構成では、１つのスイッチによってオフオン制御と通常の吸着又は釈放とを選択的に実行することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る自走式リフティングマグネット作業機械の外観を示し、１はクローラを有してなる下部走行体、２はこの下部走行体１上に旋回自在に設けられた上部旋回体であって、この上部旋回体２の後部にはエンジン２０（図２参照）などが搭載されているとともに、上部旋回体２の前部にはキャビン３が傾斜面４に沿って上下移動可能に設けられている。
【００１３】
また、上記上部旋回体２にはブーム５の基端が支軸６を介して連結されているとともに、このブーム５の先端にはアーム７の基端が支軸８を介して連結され、このアーム７の先端には支軸９などを介してリフティングマグネット１０が取り付けられている。ブーム５は油圧シリンダ１１により支軸６回りに上下揺動するようになっており、アーム７及びリフティングマグネット１０は、それぞれ油圧シリンダ１２，１３により支軸８，９回りに回動するようになっている。そして、リフティングマグネット１０により鉄などの金属スクラップを吸着し、選別や積み込みなどの作業を行うようになっている。
【００１４】
図２は上記自走式リフティングマグネット作業機械の油圧・電気系の概略構成を示し、２０は上部旋回体２に搭載されたエンジンであって、このエンジン２０は複数（図では３つ）の油圧ポンプ２１，２２，２３を駆動するようになっている。そのうちの１つの油圧ポンプ２３は、その吐出油により発電機２４用の油圧モータ２５を駆動するようになっており、他の油圧ポンプ２１，２２の吐出油は、作業機械の他のアクチュエータ、つまりブーム５やアーム７などの駆動用の油圧シリンダ１１〜１３及び油圧モータの回路に供給されるようになっている。
【００１５】
上記発電機２４は、油圧モータ２５により駆動されて発電作用を行うもので、リフティングマグネット１０に対しその電源として電力を供給するようになっている。この発電機２４とリフティングマグネット１０との間には発電機２４からリフティングマグネット１０への通電を制御する制御手段としての制御盤３０が電気的に接続されており、この制御盤３０は、リフティングマグネット１０への出力電圧を可変制御する電圧制御回路３１と、この電圧制御回路３１に対し制御指令を出力して制御する制御指令回路３２とを備えている。
【００１６】
上記電圧制御回路３１は、図３に示すように、定電圧回路３３と、極性切替回路３４とからなる。定電圧回路３３は、更に全波整流回路３６と、電圧制御用スイッチ回路３７と、平滑化回路３８と、電圧センサ３９とからなる。全波整流回路３６は、発電機２４の三相出力を、各々ダイオードなどの２つの整流素子３６ａ，３６ｂ、３６ｃ，３６ｄ又は３６ｅ，３６ｆを直列してなる３つの全波整流器の整流素子間にそれぞれ接続し、各全波整流器の極性を一致させて並列接続したものである。電圧制御用スイッチ回路３７は、全波整流回路３６の両極間を短絡又は開放するもので、トランジスタなどからなる半導体スイッチング素子３７ａで構成されている。これにより、発電機２４のリーケージインダクタンスを利用した昇圧チョッパが可能となっている。電圧制御用スイッチ回路３７の短絡又は開放の時間比を変化させることにより、平滑化回路３８に現れる電圧を変化させることができる。平滑化回路３８は、逆流を防止するダイオード３８ａとスイッチングによる電圧変化を吸収するコンデンサ３８ｂとからなり、全波整流回路３６の正極にはダイオード３８ａを順方向に介してコンデンサ３８ｂの一端を接続し、全波整流回路３６の負極にはコンデンサ３８ｂの他端を接続したものである。電圧センサ３９は、平滑化回路３８の電圧を検出するように、コンデンサ３８ｂと並列に設けられている。
【００１７】
上記極性切替回路３４は、平滑化回路３８の正負の極と２つの負荷用端子４１，４２とをたすき掛け状に接続するもので、平滑化回路３８の正極と負荷用端子４１との間及び平滑化回路３８の負極と負荷用端子４２との間を短絡又は開放する２つの順方向スイッチ回路３４ａ，３４ｂと、平滑化回路３８の正極と負荷用端子４２との間及び平滑化回路３８の負極と負荷用端子４１との間を短絡又は開放する２つの逆方向スイッチ回路３４ｃ，３４ｄとからなる。２つの負荷用端子４１，４２間には、バイパス用スイッチ回路４３と電力消費用の抵抗器４４とが直列に挿入されている。平滑化回路３８の正負いずれかの極（図では負極）には、平滑化回路３８からの入出力電流つまり発電機２４の電流を検出する検出手段としての電流センサ４５が設けられている。各スイッチ回路３４ａ〜３４ｄ，４３は、いずれもトランジスタなどからなる半導体スイッチング素子で構成されている。そして、極性切替回路３４の順方向スイッチ回路３４ａ，３４ｂと逆方向スイッチ回路３４ｃ，３４ｄとの間で短絡・開放を切り替えることにより、リフティングマグネット１０の電磁コイル４６に印加する電圧の電極が反転する。尚、バイパス用スイッチ回路４３は、リフティングマグネット１０によるスクラップの釈放開始時に電磁コイル４６で発生する電力の逆流により電磁コイル４６の両端間の電圧が所定電圧以上になったとき閉じ、それにより、電磁コイル４６の両端間を抵抗器４４で短絡して電力を消費するためのものである。
【００１８】
一方、上記制御指令回路３２は、ＣＰＵやメモリなどを内蔵するマイクロコンピュータで構成されており、この制御指令回路３２には、上記電圧制御回路３１の電圧センサ３９及び電流センサ４５からの信号が入力されるだけでなく、吸着・釈放スイッチ５１、オフオンスイッチ５２及び設定器５３などの信号も入力される。吸着・釈放スイッチ５１及びオフオンスイッチ５２は、図４に示すように、共にキャビン３内の運転席近傍に設けた作業用操作レバー５５のグリップ部５５ａの上面に設けられている。また、設定器５３は、キャビン３内又は上部旋回体２の適宜箇所に設けた制御盤３０内に配置される。
【００１９】
そして、上記制御指令回路３２は、電圧センサ３９が検出する平滑化回路３８の出力電圧と目標電圧との比較に応じて電圧制御用スイッチ回路３７のスイッチング素子３７ａの短絡又は開放の時間比を制御し、これにより、発電機２４のリーケージインダクタンスを利用した昇圧チョッパを構成して定電圧制御を達成する。また、制御指令回路３２は、吸着・釈放スイッチ５１及びオフオンスイッチ５２の信号に基づいて、上記定電圧制御に加えて、極性切替回路３４の各スイッチ回路３４ａ〜３４ｄの短絡又は開放を制御し、これにより、吸着又は釈放の制御及びオフオン制御を達成する。この制御は、図５に示すフローチャートに従って行われる。
【００２０】
すなわち、図５において、先ず、ステップＳ１で吸着・釈放スイッチ５１が１回目のオン操作（押し操作）をされるのを待った後、ステップＳ２でリフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電を開始して吸着を行う。この吸着時には、図６に示すように、吸着・釈放スイッチＯＮの立ち上がりから吸着の初期励磁のために順方向に定格電圧以上の電圧を印加し、所定時間経過後に順方向に定格電圧を印加する。
【００２１】
しかる後、ステップＳ３で吸着・釈放スイッチ５１が２回目のオン操作をされるのを待つと同時に、ステップＳ５でオフオンスイッチ５２がオン操作をされるのを待つ。そして、吸着・釈放スイッチ５１が２回目のオン操作をされたときには、ステップＳ４でリフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電を遮断して釈放を行う。この釈放時には、電流を遮断しただけでは磁力が残留することから、図６に示すように、遮断後所定時間経過した後に逆方向の電圧を所定時間印加する。
【００２２】
一方、吸着・釈放スイッチ５１が２回目のオン操作をされることなく、オフオンスイッチ５２がオン操作をされたときには、ステップＳ６でリフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電においてオフオン制御を行う。このオフオン制御は、図７に示すように、オフオンスイッチＯＮの立ち上がりからリフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電を一旦遮断して釈放を行い、所定時間Ｔ経過後に通電を再開して吸着を行うものである。オフオン制御における釈放時点から吸着時点までの時間Ｔは、約０．１〜０．５秒の範囲内において調整手段としての設定器５３によって調整可能に設けられている。
【００２３】
従って、上記実施形態においては、リフティングマグネット１０に吸着して金属スクラップを、その種類や大きさなどに応じて一部のみ釈放して選別作業を行う場合、作業者がオフオンスイッチ５２を１回オン操作するとその操作信号を受ける制御盤３０の制御指令回路３２によりオフオン制御が実行され、リフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電が一旦遮断して釈放を行い、所定時間Ｔ経過後に通電が再開して吸着を行われるため、作業者が初心者であっても選別作業を容易にかつ迅速に行うことができる。
【００２４】
しかも、選別作業を行う前又は選別作業の途中で金属スクラップの種類や大きさなどに応じてオフオン制御における釈放から吸着に移行するまでの所定時間Ｔを設定器５３によって調整することができるので、選別作業をより適切に行うことができる。また、オフオンスイッチ５２が、吸着・釈放スイッチ５１と共に作業用操作レバー５５のグリップ部５５ａの上面に設けられているため、作業者は操作レバー５５のグリップ部５５ａを握ったまま親指などでこの両スイッチ５１，５２のオン操作をすることができ、操作性の向上を図ることができる。
【００２５】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、吸着・釈放スイッチ５１とは別にオフオンスイッチ５２を設けた場合について述べたが、本発明は、この両スイッチ５１，５２を１つの吸着・釈放スイッチ５１で兼用し、操作性の向上及びコストの低廉化を共に図るようにしてもよい。この場合、制御指令回路３１による制御は、図８に示すフローチャートに従って行われる。
【００２６】
すなわち、図８において、先ず、ステップＳ１１で吸着・釈放スイッチ５１が１回目のオン操作をされるのを待った後、ステップＳ１２でリフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電を開始して吸着を行う。続いて、ステップＳ１３で吸着・釈放スイッチ５１が２回目のオン操作をされるのを待った後、ステップＳ１４でそのオン操作が所定時間継続されたか否かを判定する。そして、この判定がＹＥＳの比較的長くオン操作されたときには、ステップＳ１５でリフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電においてオフオン制御を行う一方、判定がＮＯの通常通り短くオン操作されたときには、ステップＳ１６でリフティングマグネット１０の電磁コイル４６への通電を遮断して釈放を行う。
【００２７】
また、上記実施形態では、発電機２４からリフティングマグネット１０への通電を制御する制御手段としての制御盤３０において、電圧制御回路３１と制御指令回路３２とを備える構成としたが、本発明は、この両回路３１，３２を１つの半導体集積回路で構成するようにしてもよい。さらに、電圧制御回路３１としては、上記実施形態の如き定電圧回路３３と極性切替回路３４とで構成するだけでなく、正逆２つのサイリスタ整流器を用いて構成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自走式リフティングマグネット作業機械によれば、リフティングマグネットに吸着した金属スクラップを、その種類や大きさなどに応じて一部のみ釈放して選別作業を行う場合、作業者が特定のスイッチ操作を１回するとオフオン制御によって、リフティングマグネットへの通電を一旦遮断して釈放が行われ、所定時間経過後に通電を再開して吸着が行われるため、作業者が初心者であっても選別作業を容易にかつ迅速に行うことができ、選別作業の簡素化及び効率化を図ることができる。
【００２９】
特に、請求項２に係る発明では、選別作業を行う前又は途中に金属スクラップの種類や大きさなどに応じてオフオン制御における釈放から吸着に移行するまでの所定時間を調整することができるので、選別作業の適切化を図ることができるという効果をも併有する。
【００３０】
また、請求項３に係る発明では、オフオン制御用のスイッチを、吸着又は釈放用のスイッチとは別に作業用操作レバーのグリップ部に設けたことにより、作業者は操作レバーのグリップ部を握ったままオフオン制御用のスイッチ操作をすることができるので、操作性の向上を図ることができる。
【００３１】
さらに、請求項４に係る発明では、１つのスイッチによってオフオン制御と通常の吸着又は釈放とを選択的に実行することができるので、操作性の向上及びコストの低廉化を共に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自走式リフティングマグネット作業機械の外観を示す側面図である。
【図２】上記作業機械の油圧・電気系の概略構成を示すブロック構成図である。
【図３】図２の電圧制御回路付近の構成を示す電気回路図である。
【図４】作業用操作レバーの正面図である。
【図５】制御指令回路の制御内容を示すフローチャート図である。
【図６】吸着及び釈放の制御時における吸着・釈放スイッチ、電圧出力及び電流出力の各波形を示す波形図である。
【図７】吸着からオフオン制御までの間における吸着・釈放スイッチ、オフオンスイッチ、電圧出力及び電流出力の各波形を示す波形図である。
【図８】別の実施形態を示す図５相当図である
【符号の説明】
７    アーム
１０    リフティングマグネット
２４    発電機
３０    制御盤（制御手段）
３１    電圧制御回路
３２    制御指令回路
５１    吸着・釈放スイッチ
５２    オフオンスイッチ
５３    設定器（調整手段）
５５    作業用操作レバー
５５ａ  グリップ部
【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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