JP3395145B2 - リフティングマグネット装置 - Google Patents
リフティングマグネット装置Info
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- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリフティングマグネ
ット装置に関し、特に、作業機械に搭載されるリフティ
ングマグネット装置に関する。
ット装置に関し、特に、作業機械に搭載されるリフティ
ングマグネット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、荷役機械等の作業機械におい
て、リフティングマグネット装置を備えたものが知られ
ている。
て、リフティングマグネット装置を備えたものが知られ
ている。
【０００３】ここで、図１を参照して、従来のリフティ
ングマグネット装置の一例について説明する。
ングマグネット装置の一例について説明する。
【０００４】図示のリフティングマグネット装置は、作
業機械に架装されており、例えば、グラップル装置に内
蔵されている。グラップル装置は開閉自在の複数の爪部
を備えており、これら爪部でスクラップ等の荷貨物を掴
み荷役作業を行う。そして、このグラップルは、例え
ば、油圧ショベル等の建設機械（作業機械）に搭載され
ている。
業機械に架装されており、例えば、グラップル装置に内
蔵されている。グラップル装置は開閉自在の複数の爪部
を備えており、これら爪部でスクラップ等の荷貨物を掴
み荷役作業を行う。そして、このグラップルは、例え
ば、油圧ショベル等の建設機械（作業機械）に搭載され
ている。
【０００５】このリフティングマグネット装置は、一般
に、内装式と呼ばれる装置であり、リフティングマグネ
ット本体１、制御装置２、計器箱３、及び操作器４を備
えている。リフティングマグネット本体１は、例えば、
グラップル装置の爪部に内蔵されており、グラップル装
置は、油圧機構及び旋回スリップリング機構によって、
３６０度回転可能で自由な位置において作業を行うこと
ができる。
に、内装式と呼ばれる装置であり、リフティングマグネ
ット本体１、制御装置２、計器箱３、及び操作器４を備
えている。リフティングマグネット本体１は、例えば、
グラップル装置の爪部に内蔵されており、グラップル装
置は、油圧機構及び旋回スリップリング機構によって、
３６０度回転可能で自由な位置において作業を行うこと
ができる。
【０００６】このリフティングマグネット装置では、計
器箱３によって制御装置２の出力状態がモニターされ、
操作器４によってスクラップ等の荷貨物の吸着及び釈放
操作が行われる。図示のように、リフティングマグネッ
ト本体１には制御装置２を介して動力源である交流発電
機５から電力が供給され、この交流発電機５の駆動に
は、作業機械のエンジンからのベルト駆動又は油圧モー
タによる駆動が用いられる。
器箱３によって制御装置２の出力状態がモニターされ、
操作器４によってスクラップ等の荷貨物の吸着及び釈放
操作が行われる。図示のように、リフティングマグネッ
ト本体１には制御装置２を介して動力源である交流発電
機５から電力が供給され、この交流発電機５の駆動に
は、作業機械のエンジンからのベルト駆動又は油圧モー
タによる駆動が用いられる。
【０００７】さらに、図２に従来のリフティングマグネ
ット装置の他の例を示す。このリフティングマグネット
装置は、外装式と呼ばれる装置であり、図１に示すリフ
ティングマグネット装置と同一の構成要素については同
一の参照番号が付されている。図示のように、リフティ
ングマグネット本体１には制御装置２を介して動力源で
あるエンジン発電機６から電力が供給される（なお、エ
ンジン発電機とは、エンジンと交流発電機とを直結した
装置である）。
ット装置の他の例を示す。このリフティングマグネット
装置は、外装式と呼ばれる装置であり、図１に示すリフ
ティングマグネット装置と同一の構成要素については同
一の参照番号が付されている。図示のように、リフティ
ングマグネット本体１には制御装置２を介して動力源で
あるエンジン発電機６から電力が供給される（なお、エ
ンジン発電機とは、エンジンと交流発電機とを直結した
装置である）。
【０００８】ここで、図３を参照して、制御装置２は直
流マグネットであるリフティングマグネット本体１に直
流電圧を供給する直流変換機能と吸引及び釈放等の制御
を行う制御機能を備えており、例えば、制御装置２とし
てサイリスタ位相制御の電源装置（サイリスタ整流器ユ
ニット）８が用いられる。なお、図３において、交流電
源７は、図１に示す交流発電機５又は図２に示すエンジ
ン発電機６を示す。
流マグネットであるリフティングマグネット本体１に直
流電圧を供給する直流変換機能と吸引及び釈放等の制御
を行う制御機能を備えており、例えば、制御装置２とし
てサイリスタ位相制御の電源装置（サイリスタ整流器ユ
ニット）８が用いられる。なお、図３において、交流電
源７は、図１に示す交流発電機５又は図２に示すエンジ
ン発電機６を示す。
【０００９】交流電源７から三相交流電圧がサイリスタ
整流器ユニット８の交流側に入力される。図示の例で
は、サイリスタ整流器ユニット８は６個のサイリスタ素
子８ａを備えた純ブリッジ直流変換器を構成しており、
図示しないサイリスタ制御ユニットからの制御信号に応
じて所定の制御角で位相制御を行い、リフティングマグ
ネット本体１に制御電圧を出力する。
整流器ユニット８の交流側に入力される。図示の例で
は、サイリスタ整流器ユニット８は６個のサイリスタ素
子８ａを備えた純ブリッジ直流変換器を構成しており、
図示しないサイリスタ制御ユニットからの制御信号に応
じて所定の制御角で位相制御を行い、リフティングマグ
ネット本体１に制御電圧を出力する。
【００１０】ここで、図４（ａ）及び（ｂ）も参照し
て、図４（ａ）及び（ｂ）は、リフティングマグネット
本体１に磁力を発生させて、スクラップを吸着する吸引
状態における制御を示す図であり、図４（ａ）に示すよ
うに、制御角９０度以下で電力を交流側から直流側へ供
給する出力制御領域で吸引力が可変となるように、制御
角を可変制御して制御電圧（図４（ｂ）に示す）を出力
している。
て、図４（ａ）及び（ｂ）は、リフティングマグネット
本体１に磁力を発生させて、スクラップを吸着する吸引
状態における制御を示す図であり、図４（ａ）に示すよ
うに、制御角９０度以下で電力を交流側から直流側へ供
給する出力制御領域で吸引力が可変となるように、制御
角を可変制御して制御電圧（図４（ｂ）に示す）を出力
している。
【００１１】図４（ｃ）及び（ｄ）を参照して、図４
（ｃ）及び（ｄ）は、リフティングマグネット本体１の
磁力を減衰させてスクラップを落下させるため、吸引電
流を減衰させてゼロにする際の制御を示す図であり、図
４（ｃ）に示すように、制御角９０度以上で電力を直流
側から交流側へ変換する回生制御領域であり、この回生
制御によって、リフティングマグネット本体１に蓄えら
れたエネルギーを交流側に変換して吸引時のリフティン
グマグネット電流を素早く減衰させ、ゼロにしている
（図４（ｄ）に制御電圧を示す）。
（ｃ）及び（ｄ）は、リフティングマグネット本体１の
磁力を減衰させてスクラップを落下させるため、吸引電
流を減衰させてゼロにする際の制御を示す図であり、図
４（ｃ）に示すように、制御角９０度以上で電力を直流
側から交流側へ変換する回生制御領域であり、この回生
制御によって、リフティングマグネット本体１に蓄えら
れたエネルギーを交流側に変換して吸引時のリフティン
グマグネット電流を素早く減衰させ、ゼロにしている
（図４（ｄ）に制御電圧を示す）。
【００１２】ところで、制御電圧の波形を決定する制御
角（α）は、交流電圧波形（周波数）を基準にして算出
されている関係上、交流電圧波形が大きく変動すると、
予め定められた制御電圧波形が得られず、特に、回生制
御領域では、制御限界を越えて位相制御がうまいいかな
いことがある。
角（α）は、交流電圧波形（周波数）を基準にして算出
されている関係上、交流電圧波形が大きく変動すると、
予め定められた制御電圧波形が得られず、特に、回生制
御領域では、制御限界を越えて位相制御がうまいいかな
いことがある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、図１に
示すリフティングマグネット装置では、リフティングマ
グネット装置専用の交流発電機が必要となって、エンジ
ンからのベルト駆動又は油圧駆動等を行うため、付帯機
器及びその設置が必要となる。加えて、ベルト駆動の場
合には、作業機械のエンジンとの位置関係で発電機の設
置場所が限定されてしまう。
示すリフティングマグネット装置では、リフティングマ
グネット装置専用の交流発電機が必要となって、エンジ
ンからのベルト駆動又は油圧駆動等を行うため、付帯機
器及びその設置が必要となる。加えて、ベルト駆動の場
合には、作業機械のエンジンとの位置関係で発電機の設
置場所が限定されてしまう。
【００１４】一方、図２に示すリフティングマグネット
装置では、リフティングマグネット装置専用のエンジン
発電機が必要となって、大型重量物であるエンジン発電
機を架装するため、小型の作業機械では、設置が困難と
なってしまう。加えて、設置のための工事が大掛かりと
なってしまう。さらに、エンジン発電機の設置場所によ
っては、作業機械の旋回領域が大きくなってしまい、ま
た、視界が妨げられて作業性が低下してしまう。
装置では、リフティングマグネット装置専用のエンジン
発電機が必要となって、大型重量物であるエンジン発電
機を架装するため、小型の作業機械では、設置が困難と
なってしまう。加えて、設置のための工事が大掛かりと
なってしまう。さらに、エンジン発電機の設置場所によ
っては、作業機械の旋回領域が大きくなってしまい、ま
た、視界が妨げられて作業性が低下してしまう。
【００１５】加えて、図１及び図２に示すリフティング
マグネット装置ともに、動力源機器自体及び架装工事が
大掛かりとなって、結果的に装置が高価となってしま
う。
マグネット装置ともに、動力源機器自体及び架装工事が
大掛かりとなって、結果的に装置が高価となってしま
う。
【００１６】また、従来のリフティングマグネット装置
では、交流発電機の回転数（交流出力電圧の周波数）変
動が存在し、リフティングマグネット本体の制御不良が
発生することが多い。つまり、図１に示すリフティング
マグネット装置では、作業機械のエンジン回転セットを
間違えると、交流発電機が規定回転数とならない（一般
に、エンジン回転セットは、オペレータが手動で行って
いる）。作業機械において、微細作業（操作）を行う
際、エンジン回転数を下げると、交流発電機が規定回転
数とならない。ベルト駆動におけるベルトの伸び又は劣
化によって滑りが発生した場合及び油圧駆動において油
漏れ等が発生した場合等には、発電機駆動部の異常によ
って交流発電機の回転数が変化してしまう。さらに、作
業機械の全負荷が変動すると、エンジン回転数が変化し
て、この結果、交流発電機の回転数が変化してしまう。
では、交流発電機の回転数（交流出力電圧の周波数）変
動が存在し、リフティングマグネット本体の制御不良が
発生することが多い。つまり、図１に示すリフティング
マグネット装置では、作業機械のエンジン回転セットを
間違えると、交流発電機が規定回転数とならない（一般
に、エンジン回転セットは、オペレータが手動で行って
いる）。作業機械において、微細作業（操作）を行う
際、エンジン回転数を下げると、交流発電機が規定回転
数とならない。ベルト駆動におけるベルトの伸び又は劣
化によって滑りが発生した場合及び油圧駆動において油
漏れ等が発生した場合等には、発電機駆動部の異常によ
って交流発電機の回転数が変化してしまう。さらに、作
業機械の全負荷が変動すると、エンジン回転数が変化し
て、この結果、交流発電機の回転数が変化してしまう。
【００１７】さらに、図１及び図２に示すリフティング
マグネット装置ともに、発電機からみたリフティングマ
グネット本体の負荷の変動によって発電機のみの回転数
が変動してしまう。負荷変動は、無負荷〜吸引負荷〜回
生時のエネルギーの逆流であり、交流発電機の回転数変
動によって、予め定められた制御電圧が得られないかま
たは位相制御限界を越えて制御不能となって、オペレー
タが意図しない時に保護動作が作動してリフティングマ
グネット本体の磁力が消滅する危険性がある。
マグネット装置ともに、発電機からみたリフティングマ
グネット本体の負荷の変動によって発電機のみの回転数
が変動してしまう。負荷変動は、無負荷〜吸引負荷〜回
生時のエネルギーの逆流であり、交流発電機の回転数変
動によって、予め定められた制御電圧が得られないかま
たは位相制御限界を越えて制御不能となって、オペレー
タが意図しない時に保護動作が作動してリフティングマ
グネット本体の磁力が消滅する危険性がある。
【００１８】本発明の目的は、専用の動力源を必要とし
ないリフティングマグネット装置を提供することにあ
る。
ないリフティングマグネット装置を提供することにあ
る。
【００１９】本発明の他の目的は、制御不良が発生する
ことの極めて少ないリフティングマグネット装置を提供
することにある。
ことの極めて少ないリフティングマグネット装置を提供
することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、直流電
源として用いられる電気動力源を有する作業機械に架装
され、リフティングマグネット本体と、該リフティング
マグネット本体に与える制御電圧を制御する制御装置と
を有し、前記リフティングマグネット本体で荷貨物を吸
着して運搬するようにしたするリフティングマグネット
装置において、前記制御装置は、充電器と、前記直流電
源に応じて前記充電器を充電する充電手段と、吸引操作
の際前記リフティングマグネット本体に前記電気動力源
及び前記充電器から吸引電流を供給し釈放操作の際前記
リフティングマグネット本体に蓄積されたエネルギーを
前記充電器に回生して前記吸引電流を減衰させて該吸引
電流が減衰すると前記吸引電流と逆方向の釈放電流を流
して前記リフティングマグネット本体を逆励磁する制御
手段とを有することを特徴とするリフティングマグネッ
ト装置が得られる。そして、前記制御手段は、前記釈放
電流が予め定められた規定値に達すると前記リフティン
グマグネット本体に蓄積されたエネルギーを前記充電器
に回生する。
源として用いられる電気動力源を有する作業機械に架装
され、リフティングマグネット本体と、該リフティング
マグネット本体に与える制御電圧を制御する制御装置と
を有し、前記リフティングマグネット本体で荷貨物を吸
着して運搬するようにしたするリフティングマグネット
装置において、前記制御装置は、充電器と、前記直流電
源に応じて前記充電器を充電する充電手段と、吸引操作
の際前記リフティングマグネット本体に前記電気動力源
及び前記充電器から吸引電流を供給し釈放操作の際前記
リフティングマグネット本体に蓄積されたエネルギーを
前記充電器に回生して前記吸引電流を減衰させて該吸引
電流が減衰すると前記吸引電流と逆方向の釈放電流を流
して前記リフティングマグネット本体を逆励磁する制御
手段とを有することを特徴とするリフティングマグネッ
ト装置が得られる。そして、前記制御手段は、前記釈放
電流が予め定められた規定値に達すると前記リフティン
グマグネット本体に蓄積されたエネルギーを前記充電器
に回生する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２２】図５を参照して、図１及び図２と同一の構
成要素について同一の参照番号を付す。図示のリフティ
ングマグネット装置は、計器箱３及び操作器４を備えて
おり、さらに、制御装置１０及びリフティングマグネッ
ト本体１１を備えている。そして、制御装置１０には作
業機械の電気動力源９が接続されている。電気動力源９
は、例えば、作業機械に標準的に装備されている電気動
力源のオルタネーター及びオルタネーターに並列接続さ
れた作業機械のバッテリー（以下の説明ではオルタネー
ターで代表する）であり、図示の例では、オルタネータ
ーは、定格電圧ＤＣ２４Ｖで、定格容量ＤＣ５０Ａのも
のが使用されている（なお、リフティングマグネットの
負荷容量に応じて適宜変更できる）。また、制御装置１
０は、電気動力源９の出力を入力電源として、リフティ
ングマグネット本体１１に所定の制御電圧を供給する。
なお、図示の例では、リフティングマグネット本体１１
の定格電圧はオルタネーター定格電圧と同一である。
成要素について同一の参照番号を付す。図示のリフティ
ングマグネット装置は、計器箱３及び操作器４を備えて
おり、さらに、制御装置１０及びリフティングマグネッ
ト本体１１を備えている。そして、制御装置１０には作
業機械の電気動力源９が接続されている。電気動力源９
は、例えば、作業機械に標準的に装備されている電気動
力源のオルタネーター及びオルタネーターに並列接続さ
れた作業機械のバッテリー（以下の説明ではオルタネー
ターで代表する）であり、図示の例では、オルタネータ
ーは、定格電圧ＤＣ２４Ｖで、定格容量ＤＣ５０Ａのも
のが使用されている（なお、リフティングマグネットの
負荷容量に応じて適宜変更できる）。また、制御装置１
０は、電気動力源９の出力を入力電源として、リフティ
ングマグネット本体１１に所定の制御電圧を供給する。
なお、図示の例では、リフティングマグネット本体１１
の定格電圧はオルタネーター定格電圧と同一である。
【００２３】ここで、図６を参照して、ここでは、電気
動力源９の出力が直流電源１２で示されている。この直
流電源１２は配線遮断器１３を介して制御装置１０に接
続されている。制御装置１０は、サイリスタ素子１４、
抵抗器１５ａと逆流阻止ダイオード１５ｂが直列に接続
された直列回路（充電電流抑制回路）１５、コンデンサ
１６、及びＨブリッジ回路１７を備えている。そして、
サイリスタ素子１４及び直列回路１５は、配線遮断器１
３が投入された直後にコンデンサ１６への突入電流を所
定の条件まで抑制する。この抑制制御は、コンデンサ１
６の電圧を図示しない制御回路で監視して行う。コンデ
ンサ１６は、リフティングマグネット本体１１が蓄積し
たエネルギーを、後述するようにして、Ｈブリッジ回路
１７を介して回生する機能を備える平滑コンデンサであ
る。また、図示のように、Ｈブリッジ回路１７は、半導
体スイッチング素子Ｑ１乃至Ｑ４及び逆並列ダイオード
Ｄ１乃至Ｄ４を備えている。
動力源９の出力が直流電源１２で示されている。この直
流電源１２は配線遮断器１３を介して制御装置１０に接
続されている。制御装置１０は、サイリスタ素子１４、
抵抗器１５ａと逆流阻止ダイオード１５ｂが直列に接続
された直列回路（充電電流抑制回路）１５、コンデンサ
１６、及びＨブリッジ回路１７を備えている。そして、
サイリスタ素子１４及び直列回路１５は、配線遮断器１
３が投入された直後にコンデンサ１６への突入電流を所
定の条件まで抑制する。この抑制制御は、コンデンサ１
６の電圧を図示しない制御回路で監視して行う。コンデ
ンサ１６は、リフティングマグネット本体１１が蓄積し
たエネルギーを、後述するようにして、Ｈブリッジ回路
１７を介して回生する機能を備える平滑コンデンサであ
る。また、図示のように、Ｈブリッジ回路１７は、半導
体スイッチング素子Ｑ１乃至Ｑ４及び逆並列ダイオード
Ｄ１乃至Ｄ４を備えている。
【００２４】ここで、図７も参照して、リフティングマ
グネット装置によるスクラップ荷役作業における制御装
置の動作について説明する。
グネット装置によるスクラップ荷役作業における制御装
置の動作について説明する。
【００２５】まず、作業機械が駆動されて、作業機械の
エンジン回転数に同期して電気動力源（オルタネータ
ー）９の回転が上昇し、直流電源１２が機能を開始す
る。
エンジン回転数に同期して電気動力源（オルタネータ
ー）９の回転が上昇し、直流電源１２が機能を開始す
る。
【００２６】その後、配線遮断器１３が投入されて、直
流電源１２を制御装置１０に入力する期間においては、
コンデンサー充電電流抑制回路を介して平滑コンデンサ
１６が充電される。この際、初期においては、サイリス
タ素子１４は阻止状態であるため、直列回路１５を介し
て充電電流を許容値以内に抑えて、コンデンサ１６を充
電する。これによって、コンデンサ１６の電圧は上昇
し、所定の電圧になると、図示しない制御回路によって
サイリスタ素子１４が導通状態とされ、直流電源１２の
全電圧がコンデンサ１６に印加される。直流電源１２の
ピーク値までコンデンサ１６は充電されることになる。
これのようにして、過大な突入電流を抑制して制御装置
１０の電源装置の起動を完了する。なお、この期間の状
態は、図７のＰ１−Ｎ１間平滑コンデンサ電圧の期間Ａ
で示される。
流電源１２を制御装置１０に入力する期間においては、
コンデンサー充電電流抑制回路を介して平滑コンデンサ
１６が充電される。この際、初期においては、サイリス
タ素子１４は阻止状態であるため、直列回路１５を介し
て充電電流を許容値以内に抑えて、コンデンサ１６を充
電する。これによって、コンデンサ１６の電圧は上昇
し、所定の電圧になると、図示しない制御回路によって
サイリスタ素子１４が導通状態とされ、直流電源１２の
全電圧がコンデンサ１６に印加される。直流電源１２の
ピーク値までコンデンサ１６は充電されることになる。
これのようにして、過大な突入電流を抑制して制御装置
１０の電源装置の起動を完了する。なお、この期間の状
態は、図７のＰ１−Ｎ１間平滑コンデンサ電圧の期間Ａ
で示される。
【００２７】次に、操作器４を操作して、吸引操作を行
う。つまり、吸引操作を行うと、図示しない制御回路指
令によってＨブリッジ回路１７の半導体スイッチング素
子Ｑ１及びＱ４が導通状態とされる。これによって、図
６において、Ｐ１−Ｑ１−Ｐ２−「リフティングマグネ
ット本体１１」−Ｎ２−Ｑ４−Ｎ１のルートで、電流Ｉ
0 が流れる。つまり、Ｈブリッジ回路１７の出力側（Ｐ
２−Ｎ２）に制御電圧が出力される。この制御電圧は、
直流電源１２及び平滑コンデンサ１６から供給される。
なお、この期間の状態は、期間Ｂで示される。
う。つまり、吸引操作を行うと、図示しない制御回路指
令によってＨブリッジ回路１７の半導体スイッチング素
子Ｑ１及びＱ４が導通状態とされる。これによって、図
６において、Ｐ１−Ｑ１−Ｐ２−「リフティングマグネ
ット本体１１」−Ｎ２−Ｑ４−Ｎ１のルートで、電流Ｉ
0 が流れる。つまり、Ｈブリッジ回路１７の出力側（Ｐ
２−Ｎ２）に制御電圧が出力される。この制御電圧は、
直流電源１２及び平滑コンデンサ１６から供給される。
なお、この期間の状態は、期間Ｂで示される。
【００２８】次に、操作器４を操作して、釈放操作を行
う。釈放操作を行うと、図示しない制御回路指令によっ
てＨブリッジ回路１７の半導体スイッチング素子Ｑ１及
びＱ４がオフ状態とされる。これによって、リフティン
グマグネット本体１１に蓄積されたエネルギーは、「リ
フティングマグネット本体１１」−Ｎ２−Ｄ３−Ｐ１−
「平滑コンデンサ１６」−Ｎ１−Ｄ２−Ｐ２のルートで
Ｈブリッジ回路１７の逆並列ダイオードを介して平滑コ
ンデンサ１６に回生充電される。この動作によって、リ
フティングマグネット本体１１に流れていた吸引電流Ｉ
0 は、素早く減衰してゼロとなる。なお、この期間の状
態は期間Ｃで示される。
う。釈放操作を行うと、図示しない制御回路指令によっ
てＨブリッジ回路１７の半導体スイッチング素子Ｑ１及
びＱ４がオフ状態とされる。これによって、リフティン
グマグネット本体１１に蓄積されたエネルギーは、「リ
フティングマグネット本体１１」−Ｎ２−Ｄ３−Ｐ１−
「平滑コンデンサ１６」−Ｎ１−Ｄ２−Ｐ２のルートで
Ｈブリッジ回路１７の逆並列ダイオードを介して平滑コ
ンデンサ１６に回生充電される。この動作によって、リ
フティングマグネット本体１１に流れていた吸引電流Ｉ
0 は、素早く減衰してゼロとなる。なお、この期間の状
態は期間Ｃで示される。
【００２９】この際、平滑コンデンサ１６は充電される
ことによって、電圧が上昇して、その電圧が逆極性でＰ
２−Ｎ２間に出力される。この状態は、Ｐ２−Ｎ２間出
力電圧及びＰ１−Ｎ１間平滑コンデンサ電圧の期間Ｃで
示される。
ことによって、電圧が上昇して、その電圧が逆極性でＰ
２−Ｎ２間に出力される。この状態は、Ｐ２−Ｎ２間出
力電圧及びＰ１−Ｎ１間平滑コンデンサ電圧の期間Ｃで
示される。
【００３０】次に、吸引されたスクラップを完全に釈放
するため、リフティングマグネット本体１１を逆励磁す
るための釈放電流を流す。つまり、吸引電流が完全に消
滅すると同時に、Ｈブリッジ回路１７の半導体スイッチ
ング素子Ｑ２及びＱ３を導通状態とする。これによっ
て、図６において、Ｐ１−Ｑ３−Ｎ２−「リフティング
マグネット本体１１」−Ｐ２−Ｑ２−Ｎ１のルートで、
期間Ｃで充電された平滑コンデンサ１６が放電する。そ
して、直流電源１２から吸引電流Ｉ0 と逆方向の釈放電
流が流れる。なお、この状態は、期間Ｄで示される。
するため、リフティングマグネット本体１１を逆励磁す
るための釈放電流を流す。つまり、吸引電流が完全に消
滅すると同時に、Ｈブリッジ回路１７の半導体スイッチ
ング素子Ｑ２及びＱ３を導通状態とする。これによっ
て、図６において、Ｐ１−Ｑ３−Ｎ２−「リフティング
マグネット本体１１」−Ｐ２−Ｑ２−Ｎ１のルートで、
期間Ｃで充電された平滑コンデンサ１６が放電する。そ
して、直流電源１２から吸引電流Ｉ0 と逆方向の釈放電
流が流れる。なお、この状態は、期間Ｄで示される。
【００３１】次に、釈放電流を減衰させる。つまり、釈
放電流が予め定められた規定値に達すると、図示しない
制御回路の指令によって、Ｈブリッジ回路１７の半導体
スイッチング素子Ｑ２及びＱ３がオフ状態とされる。こ
れによって、リフティングマグネット本体１１のコイル
に蓄積されたエネルギーは、「リフティングマグネット
本体１１」−Ｐ２−Ｄ１−Ｐ１−「平滑コンデンサ１
６」−Ｎ１−Ｄ４−Ｎ２のルートで、Ｈブリッジ回路１
７の逆並列ダイオードを介して平滑コンデンサ１６に回
生される。この動作によって、リフティングマグネット
本体１１に流れていた釈放電流は素早く減衰してゼロと
なる。
放電流が予め定められた規定値に達すると、図示しない
制御回路の指令によって、Ｈブリッジ回路１７の半導体
スイッチング素子Ｑ２及びＱ３がオフ状態とされる。こ
れによって、リフティングマグネット本体１１のコイル
に蓄積されたエネルギーは、「リフティングマグネット
本体１１」−Ｐ２−Ｄ１−Ｐ１−「平滑コンデンサ１
６」−Ｎ１−Ｄ４−Ｎ２のルートで、Ｈブリッジ回路１
７の逆並列ダイオードを介して平滑コンデンサ１６に回
生される。この動作によって、リフティングマグネット
本体１１に流れていた釈放電流は素早く減衰してゼロと
なる。
【００３２】操作器４から新たな操作指令を与えない限
り、Ｈブリッジ回路１７の半導体スイッチング素子Ｑ１
乃至Ｑ４は全てオフ状態となり、制御装置１０からの出
力制御電圧はゼロとなる。これによって、一連のリフテ
ィングマグネット運転作業に応じた制御装置の動作は終
了する。
り、Ｈブリッジ回路１７の半導体スイッチング素子Ｑ１
乃至Ｑ４は全てオフ状態となり、制御装置１０からの出
力制御電圧はゼロとなる。これによって、一連のリフテ
ィングマグネット運転作業に応じた制御装置の動作は終
了する。
【００３３】上述の例のように、リフティングマグネッ
ト装置の運転に必要な制御は、その動力源電圧の周波数
に依存せずに行うことができる。なお、上述の例では、
半導体スイッチング素子を用いて制御電圧を制御する例
を示したが、半導体スイッチング素子に限定されず、他
の素子等を用いることもできる。
ト装置の運転に必要な制御は、その動力源電圧の周波数
に依存せずに行うことができる。なお、上述の例では、
半導体スイッチング素子を用いて制御電圧を制御する例
を示したが、半導体スイッチング素子に限定されず、他
の素子等を用いることもできる。
【００３４】さらに、上述の例では、リフティングマグ
ネット本体が電磁石式である場合について説明したが、
リフティングマグネット本体が永久磁石式である場合に
も同様にして制御を行うことができる。図７を参照して
簡単に説明すると、例えば、図示しない制御回路からの
指令で、図７の期間Ｂの制御を行う。その後自動的に
（例えば、２乃至３秒の後）、図７の期間Ｃの制御を行
って（吸引電流を減衰させて電流をゼロとする）、制御
装置の出力をオフ状態とする。これによって、永久磁石
鋼が着磁されて、マグネットは永久磁石状態となってス
クラップを吸着したまま荷役を行う（この期間は、図７
の期間Ｃと期間Ｄの間であり、制御出力オフの期間であ
る）。
ネット本体が電磁石式である場合について説明したが、
リフティングマグネット本体が永久磁石式である場合に
も同様にして制御を行うことができる。図７を参照して
簡単に説明すると、例えば、図示しない制御回路からの
指令で、図７の期間Ｂの制御を行う。その後自動的に
（例えば、２乃至３秒の後）、図７の期間Ｃの制御を行
って（吸引電流を減衰させて電流をゼロとする）、制御
装置の出力をオフ状態とする。これによって、永久磁石
鋼が着磁されて、マグネットは永久磁石状態となってス
クラップを吸着したまま荷役を行う（この期間は、図７
の期間Ｃと期間Ｄの間であり、制御出力オフの期間であ
る）。
【００３５】次に、釈放の際には、図示しない制御回路
からの指令で釈放制御を行い、図７の期間Ｄと期間Ｅの
間制御を行う。
からの指令で釈放制御を行い、図７の期間Ｄと期間Ｅの
間制御を行う。
【００３６】このように、吸引初期の制御において、着
磁のためのタイマー回路を追加するだけで、永久磁石式
マグネットにも適用することができる。
磁のためのタイマー回路を追加するだけで、永久磁石式
マグネットにも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、リフ
ティングマグネット本体の定格電圧を作業機械の電気動
力源の定格電圧と同一として、制御装置をこの電気動力
源のみで動作するようにしたから、つまり、作業機械の
電気動力源のみを動力源として用いるようにしたから、
リフティングマグネット装置専用の動力源が不要である
という効果がある。従って、小型で作業機械の作業性を
向上させることができるばかりでなく、架装が容易で安
価な装置を提供できる。
ティングマグネット本体の定格電圧を作業機械の電気動
力源の定格電圧と同一として、制御装置をこの電気動力
源のみで動作するようにしたから、つまり、作業機械の
電気動力源のみを動力源として用いるようにしたから、
リフティングマグネット装置専用の動力源が不要である
という効果がある。従って、小型で作業機械の作業性を
向上させることができるばかりでなく、架装が容易で安
価な装置を提供できる。
【００３８】さらに、本発明では、動力源電圧の周波数
に無関係な制御を行うようにしたから、動力源の出力が
作業機械のエンジン回転数によって変動しても、リフテ
ィングマグネット制御には影響を与えることがない。
に無関係な制御を行うようにしたから、動力源の出力が
作業機械のエンジン回転数によって変動しても、リフテ
ィングマグネット制御には影響を与えることがない。
【図１】従来のリフティングマグネット装置の一例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】従来のリフティングマグネット装置の他の例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】図１及び図２に示す制御装置の一例を示す図で
ある。
ある。
【図４】従来のリフティングマグネット装置における位
相制御及び制御出力電圧を説明するための図である。
相制御及び制御出力電圧を説明するための図である。
【図５】本発明によるリフティングマグネット装置の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図６】図５に示す制御装置の一例を示す図である。
【図７】図６に示す制御装置の動作を説明するための波
形図である。
形図である。
１，１１ リフティングマグネット本体
２，１０ 制御装置
３ 計器箱
４ 操作器
５ 交流発電機
６ エンジン発電機
７ 交流電源
８ サイリスタ整流器ユニット
９ 電気動力源（オルタネーター）
１２ 直流電源
１３ 配線遮断器
１４ サイリスタ素子
１５ 直列回路（充電電流抑制回路）
１６ 平滑コンデンサ
１７ Ｈブリッジ回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−71085（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−343222（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B66C 1/06,1/08
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電源として用いられる電気動力源を
有する作業機械に架装され、リフティングマグネット本
体と、該リフティングマグネット本体に与える制御電圧
を制御する制御装置とを有し、前記リフティングマグネ
ット本体で荷貨物を吸着して運搬するリフティングマグ
ネット装置において、 前記制御装置は、充電器と、前記直流電源に応じて前記
充電器を充電する充電手段と、吸引操作の際前記リフテ
ィングマグネット本体に前記充電器からも吸引電流を供
給し釈放操作の際前記リフティングマグネット本体に蓄
積されたエネルギーを前記充電器に回生して前記吸引電
流を減衰させて該吸引電流が減衰すると前記吸引電流と
逆方向の釈放電流を流して前記リフティングマグネット
本体を逆励磁する制御手段とを有し、 前記作業機械の前記電気動力源は、所定の定格電圧を有
している一方、前記リフティングマグネット本体の定格
電圧は、前記所定の定格電圧に等しい ことを特徴とする
リフティングマグネット装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載されたリフティングマグ
ネット装置において、前記制御手段は、前記釈放電流が
予め定められた規定値に達すると前記リフティングマグ
ネット本体に蓄積されたエネルギーを前記充電器に回生
するようにしたことを特徴とするリフティングマグネッ
ト装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載されたリフティングマグ
ネット装置において、前記電気動力源はオルタネーター
及び該オルタネーターに並列接続されたバッテリーであ
ることを特徴とするリフティングマグネット装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載されたリフティングマグ
ネット装置において、前記充電器は平滑コンデンサであ
ることを特徴とするリフティングマグネット装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載されたリフティングマグ
ネット装置において、前記充電手段は、前記直流電源が
投入された際充電電流を予め定められた許容値に抑えて
前記平滑コンデンサに与える第１の回路と、前記平滑コ
ンデンサの電圧が予め定められた電圧となると前記直流
電源のピーク値まで前記平滑コンデンサを充電する第２
の回路とを有することを特徴とするリフティングマグネ
ット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075875A JP3395145B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | リフティングマグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000075875A JP3395145B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | リフティングマグネット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001261279A JP2001261279A (ja) | 2001-09-26 |
| JP3395145B2 true JP3395145B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000075875A Expired - Fee Related JP3395145B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | リフティングマグネット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395145B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008222368A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | リフティングマグネット制御システム |
| CN106882692A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-23 | 湖南科美达电气股份有限公司 | 一种直流电磁铁控制电路及吸放板控制系统 |
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| KR100722651B1 (ko) | 2004-09-21 | 2007-05-28 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 수퍼커패시터를 사용하는 ｒｔｇｃ 제어 시스템 |
| KR20070095381A (ko) * | 2005-01-31 | 2007-09-28 | 스미토모 겐키 세조 가부시키가이샤 | 리프팅 마그넷 사양의 작업기계 |
| CN101244788B (zh) * | 2007-02-15 | 2010-06-09 | 住友重机械工业株式会社 | 起重磁铁驱动电路 |
| JP5367229B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2013-12-11 | 住友重機械工業株式会社 | リフティングマグネット制御システム |
| FI122120B (fi) * | 2008-03-10 | 2011-08-31 | Dynaset Oy | Magneettinostin |
| JP5135191B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2013-01-30 | 住友建機株式会社 | リフティングマグネット仕様の作業機械 |
| JP5117438B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-01-16 | 住友重機械工業株式会社 | リフティングマグネット用電源回路 |
| JP5377405B2 (ja) * | 2010-05-11 | 2013-12-25 | 日立建機株式会社 | リフティングマグネット作業機 |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000075875A patent/JP3395145B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN106882692A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-23 | 湖南科美达电气股份有限公司 | 一种直流电磁铁控制电路及吸放板控制系统 |
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| JP2001261279A (ja) | 2001-09-26 |
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