(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給を行う商用電源と、複数のサイリスタを整流素子として多相ブリッジ構成を成す全波整流型の吸引用サイリスタ整流器と、磁性体に巻回された励磁コイルを有し、且つ前記商用電源からの印加電圧が印加された前記吸引用サイリスタ整流器からの励磁電流により該励磁コイルが励磁されて鋼材を吸引吸着するリフティングマグネットと、運転者の操作に応じて吸引の運転操作信号を出力する運転操作器と、前記運転操作信号を制御に必要な操作指令信号に変換する操作指令回路と、前記操作指令信号に従って前記リフティングマグネットの吸引用点弧指令に必要な制御出力電圧を示す吸引用制御信号を演算出力する吸引用点弧指令演算回路と、前記吸引用制御信号に従って前記吸引用サイリスタ整流器から所定の出力直流電圧を出力させるために吸引用点弧信号を演算分配指令して出力する吸引用点弧信号回路とを備え、更に、前記吸引用点弧指令演算回路は、吸引用点弧指令として前記吸引用制御信号の出力電圧を前記所定の制御出力電圧における吸引回生出力期間の波形となるように制御する吸引回生出力用回路を含むリフティングマグネット用吊量調整制御装置において、運転者の操作選択に応じて吸引の度合いを段階別に設定した調整釈放操作信号を出力する調整釈放操作器を備え、前記操作指令回路は、前記調整釈放操作信号を制御に必要な調整操作指令信号に変換し、前記吸引用点弧指令演算回路は、前記調整釈放操作信号に従って前記吸引用制御信号の出力レベルをそれぞれ段階別に設定制御する複数の調整用吸引回生出力用回路を備え、前記吸引用点弧信号回路は、段階別に設定された吸引用制御信号に応じて前記演算分配指令を行って前記吸引用点弧信号の出力レベルを可変設定することを特徴とするリフティングマグネット用吊量調整制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のフティングマグネット用吊量調整制御装置において、前記吸引回生出力用回路は、前記調整釈放操作器の非操作時で、且つ前記運転操作器によるＯＦＦ操作時に作動することを特徴とするリフティングマグネット用吊量調整制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として鋼材運搬作業でリフティングマグネットにより吸引吸着した鋼材の調整釈放を高精度に行うリフティングマグネット用吊量調整制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリフティングマグネット用吊量調整制御装置としては、例えば図４に示すような回路構成のものが挙げられる。
【０００３】
この吊量調整制御装置は、電源供給を３相交流で行う商用３相交流電源１と、複数のサイリスタ（ＳＣＲ）を整流素子として多相ブリッジ構成を成す全波整流型の吸引用サイリスタ整流器２と、同様な多相ブリッジ構成の全波整流型の釈放用サイリスタ整流器３と、磁性体に巻回された励磁コイルを有し、且つ商用３相交流電源１からの印加電圧が印加された吸引用サイリスタ整流器２からの出力直流電圧Ｖ0 の励磁電流Ｉ0 により励磁コイルが励磁されて鋼材を吸引吸着すると共に、商用３相交流電源１からの印加電圧が印加された釈放用サイリスタ整流器３からの出力直流電圧Ｖ0 の励磁電流Ｉ0 により励磁コイルの励磁が減衰されて吸引吸着した鋼材を釈放するリフティングマグネット（ＬＭ）１０とを備えている。
【０００４】
又、この吊量調整制御装置は、運転者の操作に応じて吸引，ＯＦＦ，釈放の運転操作信号を出力する運転操作器９と、一般的なリレー等の制御機器で構成されて運転操作信号を制御に必要な操作指令信号に変換する操作指令回路８´と、操作指令信号に従ってリフティングマグネット１０の吸引用点弧指令に必要な制御出力電圧（上述した出力直流電圧Ｖ0 と同じもの）を出力すべき吸引用制御信号を演算出力する吸引用点弧指令演算回路６´と、操作指令信号に従ってリフティングマグネット１０の釈放用点弧指令に必要な制御出力電圧（上述した出力直流電圧Ｖ0 と同じもの）を出力すべき釈放用制御信号を演算出力する釈放用点弧指令演算回路７と、吸引用点弧指令演算回路６´からの吸引用制御信号に従って吸引用サイリスタ整流器２から所定の出力直流電圧Ｖ0 を出力させるために吸引用点弧信号を演算分配指令して出力する吸引用点弧信号回路４´と、釈放用点弧指令演算回路７からの釈放用制御信号に従って釈放用サイリスタ整流器３から所定の出力直流電圧Ｖ0 を出力させるために釈放用点弧信号を演算分配指令して出力する釈放用点弧信号回路５とを備えている。
【０００５】
このうち、運転操作器９はリフティングマグネット１０を懸架して運搬作業を行うクレーン等の機械の運転室に設置されるが、別例として図示したように吸引，釈放のみの運転操作信号を出力するように構成された運転操作器９´を用いることも可能である。
【０００６】
図５は、この吊量調整制御装置の要部における吸引〜釈放までの一連の動作時の制御直流電圧（出力直流電圧Ｖ0 ）及び電流（励磁電流Ｉ0 ）の出力波形を示したタイミングチャートである。但し、図中ではオーバーシュート出力期間Ｔ11，オーバーエキサイト期間Ｔ12，定格出力期間Ｔ13から成る吸引出力期間をＴ1 、励磁電流Ｉ0 を減衰させる吸引回生出力期間をＴ2 、釈放出力期間をＴ3 、釈放回生出力期間をＴ4 としている。尚、吸引回生出力期間Ｔ2 は通常励磁電流Ｉ0 を約１秒以内で零電流まで減衰させるように設定されるもので、素早く釈放を行うようになっている。又、釈放出力期間Ｔ3 はリフティングマグネット１０の励磁コイルに吸引時と逆方向の励磁電流Ｉ0 を流して吸引された鋼材を残り無く釈放するためのものである。
【０００７】
ここでは、出力直流電圧Ｖ0 の波形において、吸引用点弧指令演算回路６´が期間Ｔ1 ，Ｔ2 の波形で吸引用点弧指令として演算した結果の吸引用制御信号を吸引用点弧信号回路４´へ伝送し、吸引用点弧信号回路４´が吸引用制御信号を受けて吸引用サイリスタ整流器２の各サイリスタ素子に期間Ｔ1 ，Ｔ2 の波形として出力するために商用３相交流電源１からの交流電圧に同期して所定の位相関係を有する吸引用点弧信号を演算分配指令すること、並びに釈放用点弧指令演算回路７が期間Ｔ3 ，Ｔ4 の波形で釈放用点弧指令として演算した結果の釈放用制御信号を釈放用点弧信号回路５へ伝送し、釈放用点弧信号回路５が釈放用制御信号を受けて釈放用サイリスタ整流器３の各サイリスタ素子に期間Ｔ3 ，Ｔ4 の波形として出力するために商用３相交流電源１からの交流電圧に同期して所定の位相関係を有する釈放用点弧信号を演算分配指令することを示している。
【０００８】
図６は、吸引用点弧指令演算回路６´の細部構成を周辺部分を含めて示したものである。但し、ここでＩ部は操作指令回路８´における説明に必要な吸引用の指令部を示し、II部は吸引用点弧指令演算回路６´の説明に必要な吸引用の回路を示し、III部は吸引用点弧信号回路４´側を示し、IV部は図５中の期間Ｔ13の 制御出力電圧Ｖ0 を制御する操作指令回路８´の局部及び吸引用点弧指令演算回路６´の局部を示し、Ｖ部は図５中の期間Ｔ2 の制御出力電圧Ｖ0 を制御する操作指令回路８´の局部及び吸引用点弧指令演算回路６´の局部を示している。
【０００９】
ここでは、IV部の定格出力操作回路Ａ0 において、運転操作器９で吸引操作後、図示されない制御回路での制御ステップにより定格出力指令接点Ｍ0 が閉成して定格出力指令信号が定格出力指令受信回路Ｂ0 へ伝送される。定格出力指令受信回路Ｂ0 では定格出力指令信号が伝送されると、フォトモスリレーＳ0 がオン状態となり、これにより次段の定格出力点弧指令設定回路Ｃ0 が作動する。定格出力点弧指令設定回路Ｃ0 では予め上限，下限が定められた所定の閾値範囲内で定格出力点弧信号設定抵抗器Ｒ0 で任意に点弧信号レベルを設定して得られる吸引用制御信号ＣS を吸引用点弧信号回路４´側へ出力する。このとき、吸引回生出力用回路Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 は、吸引用点弧指令として吸引用制御信号ＣS の出力電圧を制御出力電圧Ｖ0 における期間Ｔ2 の波形となるように制御する。
【００１０】
このような吊量調整制御装置では、図７に示されるように鋼材運搬作業でリフティングマグネット１０により鋼材１２を吸引吸着し、この後に所定の位置に運搬してから鋼材１２を釈放してホッパ１３内に落下投入する。この鋼材運搬作業に際しては通常鋼材１２を素早く吸引吸着して所定の位置に運搬した後、素早く釈放することが要求される。
【００１１】
ところで、鋼材１２がスクラップ（鉄を作るための原材料）であれば、吸引吸着や釈放を素早く行うこと以外にホッパ１３の投入口に吸引吸着した鋼材１２を少しずつ釈放投入する必要があったり、或いは鋼材１２をホッパ１３でなくバケットに投入するときには吸引吸着した鋼材１２をバケットに規定重量の分だけ投入する必要があるが、こうした場合には鋼材１２を微量調整して釈放を行う調整釈放を要する。
【００１２】
図８は、吊量調整制御装置の要部における調整釈放動作時の制御直流電圧（出力直流電圧Ｖ0 ）及び電流（励磁電流Ｉ0 ）の出力波形を示したタイミングチャートである。尚、この出力波形は図５中の吸引回生出力期間Ｔ2 に相当するものである。
【００１３】
ここでは、運転操作器９で吸引，ＯＦＦの操作を繰り返し、励磁電流Ｉ0 を低下させて鋼材１２を少しずつ釈放したときの出力波形となっており、図５中の期間Ｔ13，Ｔ2 を繰り返し出力することを示している。但し、ここでは上述したように期間Ｔ2 で素早く励磁電流Ｉ0 が減衰してしまうため、運転者が意図する調整釈放を行うためには熟練を要するものとなっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したリフティングマグネット用吊量調整制御装置の場合、鋼材運搬作業に際して吸引吸着した鋼材への調整釈放を必要とするときには運転者が運転操作器で吸引，ＯＦＦの操作を繰り返す運転操作を行っているが、実際には意図する調整釈放を行うのが困難であり、その運転には相当な熟練を要するものとなっている上、こうした調整釈放の自動運転化が現状の装置の構成では不可能に近いため、鋼材の調整釈放を精度良く行うことができないという問題がある。
【００１５】
従って、既存の吊量調整制御装置によって鋼材の調整釈放を行うと、ホッパに鋼材を少しずつ釈放投入するときに操作を間違えてホッパを損傷させたり、或いはその排出口を詰まらせる危険があり、こうした運転操作上のトラブルを回避できないものになっている。
【００１６】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、鋼材運搬作業に際して鋼材の調整釈放を精度良く行い得るリフティングマグネット用吊量調整制御装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電源供給を行う商用電源と、複数のサイリスタを整流素子として多相ブリッジ構成を成す全波整流型の吸引用サイリスタ整流器と、磁性体に巻回された励磁コイルを有し、且つ商用電源からの印加電圧が印加された吸引用サイリスタ整流器からの励磁電流により該励磁コイルが励磁されて鋼材を吸引吸着するリフティングマグネットと、運転者の操作に応じて吸引の運転操作信号を出力する運転操作器と、運転操作信号を制御に必要な操作指令信号に変換する操作指令回路と、操作指令信号に従ってリフティングマグネットの吸引用点弧指令に必要な制御出力電圧を示す吸引用制御信号を演算出力する吸引用点弧指令演算回路と、吸引用制御信号に従って吸引用サイリスタ整流器から所定の出力直流電圧を出力させるために吸引用点弧信号を演算分配指令して出力する吸引用点弧信号回路とを備え、更に、吸引用点弧指令演算回路は、吸引用点弧指令として吸引用制御信号の出力電圧を所定の制御出力電圧における吸引回生出力期間の波形となるように制御する吸引回生出力用回路を含むリフティングマグネット用吊量調整制御装置において、運転者の操作選択に応じて吸引の度合いを段階別に設定した調整釈放操作信号を出力する調整釈放操作器を備え、操作指令回路は、調整釈放操作信号を制御に必要な調整操作指令信号に変換し、吸引用点弧指令演算回路は、調整釈放操作信号に従って吸引用制御信号の出力レベルをそれぞれ段階別に設定制御する複数の調整用吸引回生出力用回路を備え、吸引用点弧信号回路は、段階別に設定された吸引用制御信号に応じて演算分配指令を行って吸引用点弧信号の出力レベルを可変設定するリフティングマグネット用吊量調整制御装置が得られる。
【００１８】
又、本発明によれば、上記リフティングマグネット用吊量調整制御装置において、吸引回生出力用回路は、調整釈放操作器の非操作時で、且つ運転操作器によるＯＦＦ操作時に作動するリフティングマグネット用吊量調整制御装置が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を挙げ、本発明のリフティングマグネット用吊量調整制御装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例に係るリフティングマグネット用吊量調整制御装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【００２１】
この吊量調整制御装置も、図４に示した従来装置と同様な構成及び機能の商用３相交流電源１と、吸引用サイリスタ整流器２と、釈放用サイリスタ整流器３と、リフティングマグネット１０と、運転操作器９と、操作指令回路８と、吸引用点弧指令演算回路６´と、釈放用点弧指令演算回路７と、吸引用点弧信号回路４と、釈放用点弧信号回路５とを備えるが、ここでは新たに運転者の操作選択に応じて吸引の度合いを段階別に設定した調整釈放操作信号を出力する調整釈放操作器１１が備えられている。
【００２２】
又、ここでの操作指令回路８は調整釈放操作信号を制御に必要な調整操作指令信号に変換し、吸引用点弧指令演算回路６は調整釈放操作信号に従って吸引用制御信号の出力レベルをそれぞれ段階別に設定制御する複数の調整用吸引回生出力用回路を備え、吸引用点弧信号回路４は段階別に設定された吸引用制御信号に応じて演算分配指令を行って吸引用点弧信号の出力レベルを可変設定するようになっている。
【００２３】
即ち、この吊量調整制御装置の場合、吸引用点弧信号の出力レベルが可変設定されることにより、鋼材運搬作業に際してリフティングマグネット１０の励磁電流Ｉ0 を可変した上で鋼材の調整釈放を高精度に行うことができる。
【００２４】
図２は、この吊量調整制御装置の吸引用点弧指令演算回路６の細部構成を周辺部分を含めて示したものである。但し、ここでもＩ部は操作指令回路８における説明に必要な吸引用の指令部を示し、II部は吸引用点弧指令演算回路６の説明に必要な吸引用の回路を示し、III部は吸引用点弧信号回路４側を示し、IV部は図 ５中の期間Ｔ13の制御出力電圧Ｖ0 を制御する操作指令回路８の局部及び吸引用点弧指令演算回路６の局部を示し、Ｖ部は図５中の期間Ｔ2 の制御出力電圧Ｖ0 を制御する操作指令回路８の局部及び吸引用点弧指令演算回路６の局部を示し、VI部は図５中の期間Ｔ2 の制御出力電圧Ｖ0 を調整釈放操作器１１からの調整釈放操作信号に従って段階別に制御する操作指令回路８の局部及び吸引用点弧指令演算回路６の局部を示している。
【００２５】
ここでの構成も図６に示したものと比べ、Ｖ部の吸引用点弧指令として吸引用制御信号ＣS の出力電圧を制御出力電圧Ｖ0 における期間Ｔ2 の波形となるように制御する吸引回生出力用回路Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 と同等な回路により、新たにVI部として吸引用制御信号ＣS の出力レベルをそれぞれ段階別に設定制御する複数（ここでは２個）の調整用吸引回生出力用回路Ａ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 ，Ａ3 ，Ｂ3 ，Ｃ3 を追加した構成となっている。
【００２６】
即ち、ここでは回路Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 に対する操作指令又は調整操作指令により回路Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 から設定出力される点弧信号レベルを予め吸引の度合いに応じて異なる段階別に設定しておくことで吸引用制御信号ＣS の出力レベルを段階別に選択出力させるようにしたもので、図示されない設定スイッチで回路Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 の何れかが選択される。これにより、選択された回路Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 の何れかの出力レベルにより吸引用制御信号ＣS が出力され、吸引用点弧信号回路４側では段階別に設定された吸引用制御信号ＣS に応じて演算分配指令を行って吸引用点弧信号の出力レベルを可変設定するため、吸引用サイリスタ整流器２における制御出力電圧Ｖ0 及びリフティングマグネット１０の励磁電流Ｉ0 も可変される。この結果、鋼材運搬作業に際してリフティングマグネット１０の励磁電流Ｉ0 を可変した上で鋼材の調整釈放を高精度に行うことができる。
【００２７】
尚、Ｖ部の吸引回生出力用回路Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 は、調整釈放操作器１１の非操作時で運転操作器９によるＯＦＦ操作時に作動する。又、VI部の調整用吸引回生出力用回路Ａ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 ，Ａ3 ，Ｂ3 ，Ｃ3 は調整釈放操作器１１の操作により回路Ａ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 及び回路Ａ3 ，Ｂ3 ，Ｃ3 の何れかが選択されて作動する。
【００２８】
図３は、この吊量調整制御装置の要部における調整釈放動作時の制御直流電圧（出力直流電圧Ｖ0 ）及び電流（励磁電流Ｉ0 ）の出力波形を示したタイミングチャートである。
【００２９】
ここでは、吸引回生出力用回路Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 が作動した場合、出力直流電圧Ｖ0 は波形Ｖ1 となり、そのときのリフティングマグネット１０の励磁電流Ｉ0 は波形Ｉ1 となり、鋼材を素早く釈放するモードになることを示している。又、調整用吸引回生出力用回路Ａ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 が作動した場合、出力直流電圧Ｖ0 は波形Ｖ2 となり、そのときのリフティングマグネット１０の励磁電流Ｉ0 は波形Ｉ2 となり、吸引回生出力用回路Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 が作動した場合よりもやや緩やかに鋼材を釈放するモードになることを示している。更に、調整用吸引回生出力用回路Ａ3 ，Ｂ3 ，Ｃ3 が作動した場合、出力直流電圧Ｖ0 は波形Ｖ3 となり、そのときのリフティングマグネット１０の励磁電流Ｉ0 は波形Ｉ3 となり、調整用吸引回生出力用回路Ａ2 ，Ｂ2 ，Ｃ2 が作動した場合よりも一層緩やかに鋼材を釈放するモードになることを示している。
【００３０】
このようにして、吸引吸着された鋼材の調整釈放を微量にして調整釈放操作することができるが、こうした過程で調整釈放操作を中断して再度吸引操作状態へ移行することも可能であるので、調整釈放に際して吸引も併用すれば、調整釈放を状況に応じて一層精度良く行うことが可能になる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に述べた通り、本発明のリフティングマグネット用吊量調整制御装置によれば、鋼材運搬作業に際して鋼材の調整釈放を素早く行ったり、或いは緩やかに行う他、必要に応じて吸引を併用させる等、調整釈放を状況に応じて精度良く行い得るため、ホッパやバケット等の容器に鋼材を少しずつ釈放投入するときに操作を間違えて容器を損傷させたり、或いはその排出口を詰まらせる危険による運転操作上のトラブルを回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るリフティングマグネット用吊量調整制御装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【図２】図１に示すリフティングマグネット用吊量調整制御装置に備えられる吸引用点弧指令演算回路の細部構成を周辺部分を含めて示したものである。
【図３】図１に示すリフティングマグネット用吊量調整制御装置の要部における調整釈放動作時の制御直流電圧（出力直流電圧Ｖ0 ）及び電流（励磁電流Ｉ0 ）の出力波形を示したタイミングチャートである。
【図４】従来のリフティングマグネット用吊量調整制御装置の基本構成を示した回路ブロック図である。
【図５】図４に示すリフティングマグネット用吊量調整制御装置の要部における吸引〜釈放までの一連の動作時の制御直流電圧（出力直流電圧Ｖ0 ）及び電流（励磁電流Ｉ0 ）の出力波形を示したタイミングチャートである。
【図６】図４に示すリフティングマグネット用吊量調整制御装置に備えられる吸引用点弧指令演算回路の細部構成を周辺部分を含めて示したものである。
【図７】図４に示すリフティングマグネット用吊量調整制御装置のリフティングマグネットによる鋼材運搬作業の様子を例示したものである。
【図８】図４に示すリフティングマグネット用吊量調整制御装置の要部における調整釈放動作時の制御直流電圧（出力直流電圧Ｖ0 ）及び電流（励磁電流Ｉ0 ）の出力波形を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  商用３相交流電源
２  吸引用サイリスタ整流器
３  釈放用サイリスタ整流器
４，４´  吸引用点弧信号回路
５  釈放用点弧信号回路
６，６´  吸引用点弧指令演算回路
７  釈放用点弧指令演算回路
８，８´  操作指令回路
９，９´  運転操作器
１０  リフティングマグネット（ＬＭ）
１１  調整釈放操作器
１２  鋼材
１３  ホッパ
【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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