(57)【要約】  【課題】省エネルギーとする。  【解決手段】対象物の吸着操作時に、コイル９への励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、吸着した対象物の量が規定量よりも少ないと判断されるので、その後、対象物を運搬する際のコイル９への励磁電流を所要値に低下させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石部のコイルに励磁電流を流して対象物を吸着して吊上げ、該吊上げ状態で前記対象物の運搬を行うリフティングマグネットの制御方法において、
前記対象物の吸着操作時に前記励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、前記対象物を運搬する際の前記励磁電流を所要値に低下させることを特徴とするリフティングマグネットの制御方法。
【請求項２】
電磁石部のコイルに励磁電流を流して対象物を吸着して吊上げ、該吊上げ状態で前記対象物の運搬を行うリフティングマグネットの制御方法において、
前記コイルをｎ個に分割し、前記対象物の吸着操作時には、該ｎ個の分割コイルに励磁電流を流すとともに該励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、前記対象物を運搬する際の前記励磁電流を流す分割コイル数を所要個数に減少させることを特徴とするリフティングマグネットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフティングマグネットの制御方法に関するものであり、特に、省エネルギーとすることが可能なリフティングマグネットの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば次のようなリフティングマグネットの励磁方法が知られている。このリフティングマグネットの励磁方法は、対象物としての結束製品を運搬するときのリフティングマグネットへの印加電圧を定格電圧とするリフティングマグネットの励磁方法において、前記対象物を吸着するときに前記定格電圧よりも高い電圧をリフティングマグネットに印加し、前記対象物を吊り上げた後、前記定格電圧よりも低い電圧をリフティングマグネットに印加して安全性を確認し、この後、再び前記定格電圧をリフティングマグネットに印加して前記対象物を運搬することにより、前記対象物としての結束製品に生じる肌分かれをリフティングマグネットから遠い位置で発生させて、結束バンドに対する負荷を軽減し、安全性を向上させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４３０９３号公報（第２，４頁、図１、図５）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の従来技術は、吸着して運搬する対象物が、多数の鋼材を結束バンドで結束した結束製品であることが予め知られている。そして、このような結束製品に対し、吸着操作時には、定格電圧よりも高い電圧をリフティングマグネットに印加し、結束製品に生じる肌分かれをリフティングマグネットから遠い位置で発生させて結束バンドに対する負荷を軽減し、その後、運搬の際は、前記肌分かれ状態を維持できることを確認した上で定格電圧をリフティングマグネットに印加するようにしたものであり、省エネルギーを図ったものではない。
【０００４】
このような従来技術に対し、対象物が、例えば鉄屑等の場合は、吸着前に、大、小多数の鉄屑が重なり合っているようなことも考えられるので、吸着操作時に、リフティングマグネットに定格電圧を印加したとしても、対象物の吸着量は予知し得ないのが一般的である。このため、対象物の吸着量が少なかった場合、その後の運搬時に、吸着操作時と同じ定格電圧をリフティングマグネットに印加したのでは、リフティングマグネットに無駄な磁力を発生させて、エネルギーを浪費することになる。
【０００５】
そこで、省エネルギーと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】
【０００６】
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、電磁石部のコイルに励磁電流を流して対象物を吸着して吊上げ、該吊上げ状態で前記対象物の運搬を行うリフティングマグネットの制御方法において、前記対象物の吸着操作時に前記励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、前記対象物を運搬する際の前記励磁電流を所要値に低下させるリフティングマグネットの制御方法を提供する。
【０００７】
この構成によれば、吸着操作時に、励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、その計測値を規定値と比較することで、コイルのインダクタンス値の変化、即ち、吸着した対象物の量の多い、少ないを検知することが可能となる。前記立上り時間の計測値が規定値より小さいときは、吸着した対象物の量が規定量よりも少ないと判断されるので、その後の運搬時に、対象物を吸着保持するための励磁電流を所要値に低下させることが可能となる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、電磁石部のコイルに励磁電流を流して対象物を吸着して吊上げ、該吊上げ状態で前記対象物の運搬を行うリフティングマグネットの制御方法において、前記コイルをｎ個に分割し、前記対象物の吸着操作時には、該ｎ個の分割コイルに励磁電流を流すとともに該励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、前記対象物を運搬する際の前記励磁電流を流す分割コイル数を所要個数に減少させるリフティングマグネットの制御方法を提供する。
【０００９】
この構成によれば、電磁石部のコイルをｎ個に分割した構成とし、吸着操作時には、そのｎ個の分割コイルに励磁電流を流すとともに該励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、その計測値が規定値より小さいときは、吸着した対象物の量が規定量よりも少ないと判断されるので、その後の運搬時に、対象物を吸着保持するために励磁する分割コイル数を所要個数に減少させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、対象物の吸着操作時に励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、前記対象物を運搬する際の前記励磁電流を所要値に低下させるようにしたので、立上り時間の計測値が規定値より小さく、吸着した対象物の量が規定量よりも少ないと判断されたとき、その後の運搬時に、対象物を吸着保持するための励磁電流を所要値に低下させることで、無駄な磁力を発生させる必要がなく、省エネルギーとすることができるという利点がある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、電磁石部のコイルをｎ個に分割し、対象物の吸着操作時には、該ｎ個の分割コイルに励磁電流を流すとともに該励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、前記対象物を運搬する際の前記励磁電流を流す分割コイル数を所要個数に減少させるようにしたので、立上り時間の計測値が規定値より小さく、吸着した対象物の量が規定量よりも少ないと判断されたとき、その後の運搬時に、対象物を吸着保持するために励磁する分割コイル数を所要個数に減少させることで、無駄な磁力を発生させる必要がなく、省エネルギーとすることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
省エネルギーとするという目的を、電磁石部のコイルに励磁電流を流して対象物を吸着して吊上げ、該吊上げ状態で前記対象物の運搬を行うリフティングマグネットの制御方法において、前記対象物の吸着操作時に、前記コイルへの励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、この計測値が規定値より小さいときは、その後、前記対象物を運搬する際の前記コイルへの励磁電流を、直流電圧源の出力を制御して所要値に低下させることにより実現した。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例１を図面に従って詳述する。図１は、本実施例の制御方法にに適用されるリフティングマグネット制御装置の回路図、図２は、吸着した対象物の量に差があるときの同一励磁電流値で生じる磁束の変化を示す図、図３は、吸着操作時における励磁電流の過渡特性を示す波形図である。
【００１４】
まず、本実施例に係るリフティングマグネットの制御方法に適用される制御装置の構成から説明する。図１に示すように、交流電源として、図示省略のオイルモータで駆動される三相交流発電機１が用いられ、該三相交流発電機１の次段には、３個のサイリスタ２ａ，２ｂ，２ｃと３個のダイオード３ａ，３ｂ，３ｃとがブリッジ接続されて出力制御機能を持つ三相全波整流回路４が接続されている。該三相全波整流回路４の正、負両出力端子間には、平滑コンデンサ５が接続され、該平滑コンデンサ５の正極５ａ、負極５ｂ間から、電圧値可変の直流電圧が出力されるように構成されている。
【００１５】
前記平滑コンデンサ５の正極５ａは、電磁接触器を用いたリフト開始スイッチ６及び電流センサ７を介してリフティングマグネット８におけるコイル９の一端に接続されている。前記電流センサ７には、例えば抵抗温度係数の小さい抵抗器が用いられている。また、前記平滑コンデンサ５の負極５ｂは、コイル９の他端に直接、接続されている。該コイル９には、サージ吸収器１０が並列接続されている。該サージ吸収器１０は、励磁電流がオフしたときのコイル９の磁気的エネルギーを吸収するためのものである。
【００１６】
前記電流センサ７のセンサ出力は、制御部１１に入力されている。制御部１１は、マイクロコンピュータで構成されており、その内部のＲＯＭに、リフティングマグネット８による対象物の吸着操作時に、コイル９の励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、対象物を運搬する際の前記励磁電流を所要値に低下させるための制御プログラムが格納されている。
【００１７】
制御部１１の入力ポートには、前記電流センサ７のセンサ出力線の他に、リフト開始ボタン１２及びリフト終了ボタン１３の各操作信号出力線が接続されている。また、制御部１１の出力ポートからは、前記リフト開始スイッチ６のオン・オフ制御信号を出力するスイッチ制御信号出力線ｓ及び前記制御プログラムの実行に基づく前記各サイリスタ２ａ，２ｂ，２ｃのゲート制御信号を出力するゲート制御信号出力線ｇ１，ｇ２，ｇ３が導出されている。
【００１８】
次に、上述の制御装置を用いたリフティングマグネットの制御方法を説明する。当初、三相全波整流回路４における各サイリスタ２ａ，２ｂ，２ｃには、制御部１１から、所定の電気角でターンオンするゲート制御信号が与えられていて平滑コンデンサ５の正極５ａ、負極５ｂ間から、所定値の直流電圧が出力されるように設定されている。
【００１９】
リフティングマグネット８が、鉄屑等の対象物に近付けられ、リフト開始ボタン１２がオン操作されてリフト開始スイッチ６がオンに転じ、コイル９に所定値の励磁電流が流れて励磁されると、リフティングマグネット８の吸着面に、当該対象物が吸着される。このとき、鉄屑等の対象物は、磁性体なので、コイル９の励磁により生じた磁束φの通る磁気回路の磁気抵抗Ｒｍが、吸着された対象物の量に応じて低くなる。該磁気抵抗Ｒｍは、磁束φの通りにくさを示す係数であるから、磁気回路を通る磁束φの大きさは、該磁気抵抗Ｒｍの値に反比例する。
【００２０】
図２の（ａ）、（ｂ）は、上記のように、吸着された対象物の量に差があるときの同一励磁電流値で生じる磁束φの大きさの変化を示したものであり、図２（ａ）は、吸着された対象物１４ａの量が多く、磁気抵抗Ｒｍが低くなって大きな磁束φ１が生じている場合を示し、図２（ｂ）は、吸着された対象物１４ｂの量が少なく、磁気抵抗Ｒｍがあまり低くならず、少ない磁束φ２が生じている場合を示している。
【００２１】
そして、コイル９の自己インダクタンスＬ（以下、単にインダクタンスＬと言う）は、単位励磁電流が流れたとき、それの作る磁束φと当該励磁電流との鎖交数で表されるものであるから、吸着された対象物の量が多く、磁気抵抗Ｒｍが低くなって大きな磁束φが生じた場合ほど、コイル９のインダクタンスＬは、大きくなる。
【００２２】
一方、インダクタンスＬと巻線の抵抗Ｒを含むコイル９では、所定値の直流電圧が印加されたとき、該直流電圧の印加直後から励磁電流は過渡的に立上がり、その時定数（Ｌ／Ｒ）に応じた時間経過後に所定値に達する。そして、該所定値に達するまでの立上り時間は、インダクタンスＬが大きいほど、即ち吸着された対象物の量が多いほど長くなる。
【００２３】
そこで、本実施例では、リフト開始ボタン１２のオン操作信号により、制御部１１のＲＯＭに格納された制御プログラムをスタートさせる。そして、図３に示すように、リフティングマグネット８による対象物の吸着操作時に、前記電流センサ７のセンサ出力によりコイル９の励磁電流Ｉが所定値Ｉ１に達するまでの立上り時間を計測し、その計測値を規定値ｔ０と比較する。
【００２４】
該比較の結果、立上り時間ｔ１が規定値ｔ０よりも大きく、吸着された対象物の量が多いと判断されたときは、そのままの励磁電流値Ｉ１で、対象物を吸着保持して運搬に移行する。これに対し、立上り時間ｔ２が規定値ｔ０よりも小さく、吸着された対象物の量が規定量よりも少ないと判断されたときは、三相全波整流回路４における各サイリスタ２ａ，２ｂ，２ｃに、励磁電流値Ｉ２に対応したゲート制御信号を与えて、その後の運搬時に、励磁電流Ｉを、規定量よりも少ない量の対象物を吸着保持するのに足りる所要値Ｉ２に低下させる。適宜位置への運搬後は、リフト終了ボタン１３をオン操作してリフト開始スイッチ６をオフさせ、コイル９の励磁を解除して対象物を解放する。
【００２５】
上述したように、本実施例に係るリフティングマグネットの制御方法においては、対象物の吸着操作時に、コイル９の励磁電流Ｉが所定値Ｉ１に達するまでの立上り時間を計測し、その計測値が規定値ｔ０より小さく、吸着した対象物の量が規定量よりも少ないと判断されたとき、その後の運搬時に、対象物を吸着保持するための励磁電流Ｉを所要値Ｉ２に低下させることで、無駄な磁力を発生させる必要がなく、省エネルギーとすることができる。
【００２６】
また、リフティングマグネット付きショベルでは、上記のように、リフティングマグネット部の消費電力を抑えることができるため、ショベルの作業量をアップ又はエンジン消費出力を抑えることができて、燃料消費量を低下させることができる。
【００２７】
さらに、対象物の解放後、残留磁気により一部の鉄屑等の対象物がリフティングマグネット８の吸着面に付着したままとなった場合、これまでは、コイル９を励磁して吸着しておかないと途中で落下するおそれがあるため、コイル９を所定の励磁電流値Ｉ１で励磁しておく必要があったが、この場合も励磁電流Ｉを所要値Ｉ２に低下させることで、少ない磁力で吸着保持が可能となって、省エネルギーとすることができる。
【００２８】
なお、本実施例では、対象物の吸着操作時に計測した励磁電流Ｉの立上り時間を規定値ｔ０と比較し、該計測した立上り時間が規定値ｔ０より小さい場合に励磁電流Ｉを所要値Ｉ２に低下させるようにしたが、計測した立上り時間が規定値ｔ０より小さい場合は、所要値Ｉ２に低下させずに、その後の励磁電流Ｉを、計測した立上り時間にリニアに対応させて低下させても、省エネルギーとすることができる。
【実施例２】
【００２９】
図４を用いて本発明の実施例２を説明する。図４は、本実施例の制御方法に適用されるリフティングマグネット制御装置の回路図である。本実施例に適用されるリフティングマグネット制御装置では、リフティングマグネット８におけるコイル９が、ｎ個９ａ，９ｂ，…，９ｎに分割されている。そして、平滑コンデンサ５の正極５ａから、リフト開始スイッチ６及び電流センサ７を介してリフティングマグネット８部に延びた直流電圧供給線が電磁接触器を用いたスイッチ１５ａを介してコイル９の一端に接続され、さらに前記直流電圧供給線と隣り合う分割コイル９ａと９ｂ等同士の各接続中点との間に、それぞれ電磁接触器を用いたスイッチ１５ｂ，…が接続されている。
【００３０】
また、制御部１６には、その内部のＲＯＭに、リフティングマグネット８による対象物の吸着操作時に、ｎ個の全分割コイル９ａ，９ｂ，…，９ｎに励磁電流を流すとともに該励磁電流が所定値に達するまでの立上り時間を計測し、該計測した値が規定値より小さいときは、その後、対象物を運搬する際の前記励磁電流を流す分割コイル９ａ，９ｂ，…，９ｎの数を所要個数に減少させるための制御プログラムが格納されている。
【００３１】
前記制御部１６の出力ポートからは、前記スイッチ制御信号出力線ｓ及び前記ゲート制御信号出力線ｇ１，ｇ２，ｇ３の他に、上記制御プログラムの実行に基づく前記各スイッチ１５ａ，１５ｂ，…を排他的にオン・オフ制御するためのスイッチ制御信号出力線が導出されている。ここで、前記各スイッチ１５ａ，１５ｂ，…を排他的にオン・オフ制御するとは、装置の始動時には、スイッチ１５ａのみがオン状態に設定されて、他の各スイッチ１５ｂ，…は全てオフ状態に設定され、制御プログラムの実行に伴ってスイッチ１５ｂがオン状態に設定されたときは、他の各スイッチ１５ａ，…は全てオフ状態に設定されるという意味である。上記以外の構成は、前記図１の制御装置と同様である。
【００３２】
次に、上述の制御装置を用いたリフティングマグネットの制御方法を説明する。リフト開始ボタン１２のオン操作信号により、制御部１６のＲＯＭに格納された制御プログラムをスタートさせる。そして、前記図３に示したように、リフティングマグネット８による対象物の吸着操作時に、前記電流センサ７のセンサ出力によりｎ個の全分割コイル９ａ，９ｂ，…，９ｎに流れる励磁電流Ｉが所定値Ｉ１に達するまでの立上り時間を計測し、その計測値を規定値ｔ０と比較する。
【００３３】
該比較の結果、立上り時間ｔ１が規定値ｔ０よりも大きく、吸着された対象物の量が多いと判断されたときは、そのまま、ｎ個の全分割コイル９ａ，９ｂ，…，９ｎを励磁電流値Ｉ１で励磁して対象物を吸着保持し、運搬に移行する。これに対し、立上り時間ｔ２が規定値ｔ０よりも小さく、吸着された対象物の量が規定量よりも少ないと判断されたときは、例えばスイッチ１５ｂをオン制御し、その他のスイッチ１５ａ，…をオフ制御して、その後の運搬時に、励磁電流Ｉは所定値Ｉ１に保持したままで、励磁する分割コイル数を、規定量よりも少ない量の対象物を吸着保持するのに足りる（ｎ−１）個の分割コイル９ｂ，…，９ｎ数に減少させる。
【００３４】
適宜位置への運搬後は、リフト終了ボタン１３をオン操作してリフト開始スイッチ６をオフさせ、所要数の分割コイルの励磁を解除して対象物を解放する。
【００３５】
上述したように、本実施例に係るリフティングマグネットの制御方法においては、対象物の吸着操作時に、ｎ個の全分割コイル９ａ，９ｂ，…，９ｎに流れる励磁電流Ｉが所定値Ｉ１に達するまでの立上り時間を計測し、その計測値が規定値ｔ０より小さく、吸着した対象物の量が規定量よりも少ないと判断されたとき、その後の運搬時に、対象物を吸着保持するために励磁する分割コイル数を所要個数に減少させることで、無駄な磁力を発生させる必要がなく、省エネルギーとすることができる。
【００３６】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
図は本発明の実施の形態を示すものである。
【図１】実施例１に適用されるリフティングマグネット制御装置の回路図。
【図２】吸着した対象物の量に差があるときの同一励磁電流値で生じる磁束の変化を模式的に示す図。
【図３】吸着操作時における励磁電流の過渡特性を示す波形図。
【図４】実施例２に適用されるリフティングマグネット制御装置の回路図。
【符号の説明】
【００３８】
４            三相全波整流回路
６            リフト開始スイッチ
７            電流センサ
８            リフティングマグネット
９            コイル
９ａ〜９ｎ    分割コイル
１１，１６      制御部
１４ａ，１４ｂ  対象物 
【図１】
2005247543.tif 000003
【図２】
2005247543.tif 000004
【図３】
2005247543.tif 000005
【図４】
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