JP2006290474A - Lifting magnet control device for construction machinery - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リフティングマグネット(以下,略して単に「リフマグ装置」という)の制御装置の技術分野に関する。更に具体的には、リフマグ装置の安全作業を行うための保護装置に関する技術である。
The present invention relates to a technical field of a control device for a lifting magnet (hereinafter simply referred to as a “lift magnet device”). More specifically, the technology relates to a protection device for performing safety work of the riffmag device.
従来から、油圧ショベル等の建設機械にリフマグ装置を設けて磁性材料(例えば、鉄屑、鋼屑)の積荷作業、積下ろし作業が行われている。これらのリフマグ装置を設けた建設機械ではエンジンの出力軸に作業機用油圧ポンプの他にリフマグ装置専用の油圧ポンプを設けている。しかし、エンジンの回転数(又は出力トルク)を自由に変化(又は、減少)させるとリフマグ装置の発電機の回転数が変化してリフマグ装置の操作が上手くできなくなる場合も生じる。或いは、リフマグ装置に吸着されている鉄屑、鋼屑が脱着して地上等に散乱する事態も生じる。従って、リフマグ装置と作業機の同時操作をした場合でも発電機の回転数が変化しないようにした種々の考案が行われてきた。 2. Description of the Related Art Conventionally, construction work such as a hydraulic excavator is provided with a riffmag device, and loading and unloading work of a magnetic material (for example, iron scrap and steel scrap) has been performed. In construction machines provided with these riff mag devices, a hydraulic pump dedicated to the riff mag device is provided on the output shaft of the engine in addition to the hydraulic pump for the working machine. However, if the rotational speed (or output torque) of the engine is freely changed (or decreased), the rotational speed of the generator of the riff mag apparatus may change, and the riff mag apparatus may not be operated properly. Or the situation where the iron scrap and the steel scrap adsorb | sucked by the riffmag apparatus desorb | detach | desorb, and it scatters on the ground etc. also arises. Therefore, various ideas have been made so that the rotational speed of the generator does not change even when the riffmag device and the working machine are operated simultaneously.
例えば,このような装置として特許文献1に記載されている装置(以下,従来装置1という)がある。図5は従来装置1の構成を示す図で、図6は制御装置の処理手順を示した図である。以下従来装置1を簡単に説明する。図5において、エンジン60の出力軸に作業機用の油圧ポンプ61、62の他にリフマグ装置用の油圧ポンプ63が接続されている。油圧ポンプ63の出力油路は開閉弁53を介して油圧モータ54に接続されている。油圧モータ54の出力軸には発電機56が接続され,発電機56の出力側には発電した電気の整流等を行うコントローラ57が接続され,リフマグ装置58のマグネット回路に接続されている。一方、油圧モータ54の回転数はレギュレータ55の傾転角を制御することで制御されるように構成されている。また、レギュレータ55は制御装置50によって制御されている。
For example, there is an apparatus described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as a conventional apparatus 1) as such an apparatus. FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the conventional apparatus 1, and FIG. 6 is a diagram showing a processing procedure of the control apparatus. The conventional apparatus 1 will be briefly described below. In FIG. 5, a
制御装置50の入力側にはPモードスイッチ51とEモードスイッチ52とリフマグ装置58のON/OFFスイッチ59が接続されている。なお、Pモードスイッチ51は高回転数の指令信号を発生するスイッチで、Eモードスイッチ52は低回転数の指令信号を発生するスイッチであり、オペレータが選択して何れかを設定する。また、エンジン60はPモード、Eモードによって一定の目標回転数となるように回転する。
制御装置50は図6に示す手順で処理を実行する。即ち、S101ではスイッチ59のON/OFFを判断して、ONならばS102でエンジン回転指令信号(Pモード又はEモード)を読み込んで、S103でエンジン回転指令信号に基づいてテーブル(図示省略)からレギュレータ55の傾転角を求める。S104では求めた傾転角をレギュレータ55に出力し,S105で開閉弁53を開く。即ち、従来装置1は油圧モータの回転が変動する原因(ここでは、PモードとEモードの切換え)を検出して油圧モータの回転が一定になるように制御装置50が制御するように構成した例である。
The
又,図7は油圧モータの回転数を一定になるようにした別の従来装置(従来装置2という)である。以下,従来装置2について簡単に説明する。図7において、エンジン60の出力軸には作業機用の油圧ポンプ61、62、パイロット圧油用油圧ポンプ64の他にリフマグ装置用油圧ポンプ63が接続されている。油圧ポンプ63の出力は油圧モータ54を通って油タンクに接続されている。油圧モータ54の出力軸には
発電機56が接続され,発電機56の出力側には発電した電流の整流を行うコントローラ57が接続され,リフマグ装置58のマグネット回路に接続されている。
FIG. 7 shows another conventional apparatus (referred to as the conventional apparatus 2) in which the rotation speed of the hydraulic motor is kept constant. Hereinafter, the
また、従来装置2は発電機56の作動状態を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて発電機56の回転速度の低下を防止するリフマグ制御器70と、エンジン60の回転速度の低下を防止するポンプ制御器80とを備えている。発電機56の作動状態を検出する検出手段として、例えば、マグネット回路の温度を検出する温度センサー71と測定された温度信号を電圧に変換する信号変換器72が設けられている。また、リリーフ弁65のベントポートと油タンクの間に電磁切換弁66、67及びベント用リリーフ弁68が設けられており、電磁切換弁66、67はコントローラ70で制御している。ベント用リリーフ弁68はマグネット回路の温度が安定したときの負荷に対応するリリーフ圧が設定されている。なお、絞り91とリリーフ弁92は絞り91の前後の差圧を一定に(絞り91を流れる流量を一定に)制御する。
Further, the
リフマグ制御器70の構成を図8(A)に示す。制御器70は入力側にリフマグ操作器73と信号変換器72の出力端が接続され,出力側には切換弁66のソレノイドが接続されている。図7及び図8(A)において,操作器73を操作するとリレー74が接続され、切換弁66の出力が切換弁67の入力に接続される。切換信号設定器75は温度センサー71の測定温度が規定値より低いときはオン状態になり、温度が規定値より高くなるとオフ状態になる。従って,操作器73を操作している場合(リレー74が接続)に、温度センサー71の測定温度が規定値より低いとき(例えば,リフマグ操作開始時)は切換弁67が駆動され,ベントポートが閉じられる。このとき、リリーフ弁65はそれ自体で設定されている高い圧力になる。測定温度が規定値より高くなるとベントポートはリリーフ弁68の設定圧となる。即ち、リフマグ操作時にリフマグ回路の温度が規定値より高くなる(例えば,操作開始から相当時間経過後)と油圧モータ54は(リリーフ弁68の設定圧による)所定の一定回転数になる。
The configuration of the
ポンプ制御器80の構成を図8(B)に示す。ポンプ制御器80は入力側にリフマグ操作器73と信号変換器72の出力端及びアクセル操作器81が接続され,出力側には比例減圧弁69のソレノイドが接続されている。リフマグ操作器73は切換器84を切換えて、リフマグ操作OFFの場合はOFFトルク設定器82の値を選択し、リフマグ操作ONの場合は温度センサー71の信号に基づくONトルク設定器83からの値を選択し、減算器87に入力する。一方、作業機ポンプトルク設定器86はアクセル操作器81の信号に基づいてトルク設置値を求め、減算器87に入力する。減算器87は減算した値を求めて信号変換器88に入力し、信号変換器88は電流値に変換して電磁比例減圧弁69のソレノイドに電流を流してレギュレータ61a、62aにより油圧ポンプ61、62の傾転角を制御する。
The configuration of the
即ち、従来装置2はリフマグ操作時には、リフマグ制御器70によって、温度センサー71の測定温度に基づいて発電機56の回転速度の低下を防止すべく油圧モータ54の回転数を制御している。一方において、ポンプ制御器80は、測定温度が低いときは作業機の油圧ポンプ61,62を制御してトルク(吐出量)の低下防止を図り、測定温度が高くなったときに油圧ポンプ61,62のトルク(吐出量)を低くしている。
That is, the
上記に述べたように、従来装置1ではリフマグ装置の入力モードを変えた場合にも油圧モータの回転数が一定になるように構成しており,従来装置2ではマグネット回路の温度を検出し、温度に応じてリフマグ制御器により油圧モータの回転数が一定になるように制御すると共に、作業機用の油圧ポンプの制御も行っている。しかし、これらの従来装置においては、オペレータの誤判断や誤操作等によりエンジンの設定回転数又はトルクを低下させる操作を行ったときに油圧モータの回転数が(一時的に)減少し、リフマグ器に吸着している鉄屑等が落下して地上や車両等に散乱して、その後の後始末等のために作業が複雑になるという問題がある。本願発明はオペレータの誤判断や誤操作等によりエンジンの設定回転数又はトルクを低下させる操作をした場合でもリフマグ装置の作業中はこれらの操作を無効にして、リフマグ装置の作業に必要な所定の回転数でエンジンを駆動するリフマグ制御装置を提供することを課題とする。
As described above, the conventional apparatus 1 is configured such that the rotational speed of the hydraulic motor is constant even when the input mode of the riffmag apparatus is changed, and the
本発明は上記の課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、
請求項1に記載の発明は、エンジンの出力軸に接続された作業用油圧ポンプ及びリフマグ用油圧ポンプを具備し、該リフマグ用油圧ポンプによって油圧モータを駆動し、発電機を作動させて、リフマグ装置の電磁回路に励磁電流を流すようにしたリフマグ装置を備えた油圧ショベル等の建設機械において、 前記エンジンの回転数又は出力トルクを制御するエンジン制御装置と、該エンジン制御装置に制御信号を送出する機体コントローラと、エンジン回転数又は出力トルクの設定変更手段と、該リフマグ装置を操作モードとオフモードに切換える切換えスイッチと、前記リフマグ装置の操作モード時のエンジン回転数を設定するリフマグ回転数設定手段と、前記リフマグ操作モードが選択されたときはリフマグ回転数設定手段からの指令信号に基づいてエンジン回転数制御信号をエンジン制御装置に出力し、前記リフマグオフモードが選択されたときはエンジン回転数等設定変更手段からの指令信号に基づいてエンジン回転数制御信号をエンジン制御装置に出力する選択回路とを具備したことを特徴としている。
The present invention employs the following configuration as means for solving the above-described problems. That is,
The invention according to claim 1 includes a working hydraulic pump and a riffmag hydraulic pump connected to an output shaft of the engine, and a hydraulic motor is driven by the rifmag hydraulic pump to operate a generator to In a construction machine such as a hydraulic excavator equipped with a riffmag device that allows an exciting current to flow in an electromagnetic circuit of the device, an engine control device that controls the rotational speed or output torque of the engine, and a control signal is sent to the engine control device Body controller, engine speed or output torque setting changing means, a changeover switch for switching the riffmag device between an operation mode and an off mode, and a riffmag rotation speed setting for setting the engine speed in the operation mode of the riffmag device And a command signal from the riffmag rotation speed setting means when the riffmag operation mode is selected. The engine speed control signal is output to the engine control device based on the engine speed control signal, and when the rifmag-off mode is selected, the engine speed control signal is sent to the engine control device based on the command signal from the engine speed etc. setting changing means. And a selection circuit for outputting.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記選択回路は、前記リフマグ回転数設定手段とエンジン制御装置との間の回線に第1スイッチを設け、エンジン回転数等設定変更手段とエンジン制御装置との間の回線に第2スイッチを設け、該第1スイッチ及び第2スイッチは、前記リフマグ操作モードが選択されたときは該第1スイッチがオンになり、かつ、第2スイッチがオフになり、前記リフマグオフモードが選択されたときは該第1スイッチがオフになり、かつ、第2スイッチがオンになるように構成したことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the selection circuit includes a first switch provided on a line between the riff mag rotation speed setting means and the engine control device, and the engine rotation speed. A second switch is provided in the line between the equal setting change means and the engine control device, and the first switch and the second switch are turned on when the riffmag operation mode is selected; and The second switch is turned off, and when the riff mug off mode is selected, the first switch is turned off and the second switch is turned on.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記エンジン回転数又は出力トルクの設定変更手段を前記エンジン制御装置の入力側に接続し、前記選択回路をエンジン制御装置に設けたことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the engine speed or output torque setting changing means is connected to the input side of the engine control device, and the selection circuit is connected to the engine. It is provided in the control device.
請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記エンジン回転数又は出力トルクの設定変更手段を前記機体コントローラの入力側に接続し、前記選択回路を機体コントローラに設けたことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the engine speed or output torque setting changing means is connected to the input side of the machine controller, and the selection circuit is connected to the machine controller. It is characterized in that it was provided.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4に記載の発明において、前記選択回路の一部をプログラムで構成したことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, a part of the selection circuit is configured by a program.
請求項6に記載の発明は、請求項2〜請求項5に記載の発明において、前記第1スイッチ及び第2スイッチは機械的に構成したスイッチ又は半導体素子を用いて構成したスイッチであることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the second to fifth aspects of the present invention, the first switch and the second switch are mechanically configured switches or switches configured using semiconductor elements. It is a feature.
本願発明はリフマグ装置作業中に、オペレータが誤判断や誤操作等によりエンジンの設定回転数又はトルクの低下させる操作をした場合でも、安定したリフマグ装置の作業が可能になるという効果が得られる。 The present invention has an effect that, even when the operator performs an operation to reduce the set rotational speed or torque of the engine due to misjudgment or erroneous operation during the work of the riffmag apparatus, a stable work of the riffmag apparatus becomes possible.
以下本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
<実施形態1>
図1は、本発明の実施形態1の構成全体を示し、図2は機体コントローラ中における切換え装置を示す。図1において,エンジン11の出力軸11aに作業用油圧ポンプ12、13の他にリフマグ用油圧ポンプ14が設けられている。作業用油圧ポンプ12、13は複数の切換弁20に対して圧油を供給するように接続され、油圧ポンプ14は電磁切換弁15を介して油圧モータ16に接続されている。油圧モータ16の出力軸には発電機17が接続され,発電機17の出力は整流回路18を介してリフマグ器19の電磁回路に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows the entire configuration of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a switching device in the machine controller. 1, in addition to the working
一方、エンジン11の電子ガバナ11bはエンジン制御装置21と回線22を介して接続され、更にエンジン制御装置21は機体コントローラ24と回線23により接続されている。機体コントローラ24の入力側には回転数設定変更器25並びにリフマグモード切換えスイッチ(以下,リフマグスイッチという)26がリレー式スイッチ27を介して接続されている。ここで、エンジン制御装置21はエンジン11の回転数の信号や機体コントローラ24から回線23を介して入力されるエンジン回転数の信号(又は出力トルク設定信号)に基づいて、燃料噴射制御信号を演算し、該燃料噴射制御信号を電子ガバナ11bに送出する。尚,回転数設定変更器25は、エンジン11の回転数(又は出力トルク)を増加、減少させる設定器で、自動車のアクセルと同じような役割をする。
On the other hand, the
図2は機体コントローラ24の本実施形態に関する部分の詳細説明をした図である。図2において、リフマグ用回転数設定器(リフマグ回転数設定手段)30からの出力が第1スイッチ31を介して回線32に接続され、一方、回転数設定変更器25からの出力が第2スイッチ33を介して回線32に接続されている。回線32は機体コントローラ24の演算装置29の入力側に接続されており,演算装置29は回線32からの入力信号に基づいてエンジン11の設定回転数を求めて回線23に送出する。第1スイッチ31、第2スイッチ33は従来技術を利用した半導体スイッチ又は機械式スイッチで構成され、リフマグスイッチ26からの信号に基づき同期してオン/オフ作動をして、何れか一方の信号が演算装置29に入力される。即ち、リフマグスイッチ26をオンにすると第1スイッチ31がオンになり、第2スイッチ33がオフとなる。逆に、リフマグスイッチ26をオフにすると第1スイッチ31がオフになり、第2スイッチ33がオンとなるように構成されている。なお、上記回路はプログラム(ソフトウエア)で構成してもよい。リフマグ用回転数設定器30は、リフマグ作業に必要なエンジン回転数、即ち、リフマグ器の操作に十分な電流の発生とリフマグ操作に必要な作業機の操作が可能となるようにエンジンの回転数を設定することが望ましい。
FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the portion of the
本実施形態は上記のように構成されたので、以下のように機能する。リフマグスイッチ26をオンにするとリレー式スイッチ27に電源35からの電流が流れて接点が閉じてオンになり、リフマグ・オン信号(リフマグ操作信号)が機体コントローラ24に入力され、第2スイッチ33が開き(オフ)になり、第1スイッチ31が閉じる(オンになる。)これによって、リフマグ用回転数設定器30からの信号が演算装置29に入力され、回転数設定変更器25からの信号は無効とされる(入力されない)。従って,リフマグ用回転数設定器30からの信号に基づいてエンジン11の回転数が設定される。また、同時に電源35からの電流により電磁切換弁15が連通状態(a)に切り換り,油圧ポンプ14の圧油が油圧モータ16に流れ、リフマグ作業が可能になる。
Since this embodiment is configured as described above, it functions as follows. When the
逆に、リフマグスイッチ26をオフにするとリレー式スイッチ27に電源35からの電流が流れず、接点が開いてオフになる。この場合、リフマグ・オフ信号が機体コントローラ24に入力され、第1スイッチ31が開き(オフ)になり、第2スイッチ33が閉じる(オンになる)。これによって、リフマグ用回転数設定器30からの信号が演算装置29に入力されず、回転数設定変更器25からの信号が入力される。また、同時に電源35からの電流が流れず、電磁切換弁15が開放状態(b)に切り換る。従って,このときはリフマグ操作が不能となり、エンジン11は回転数設定変更器25からの信号に基づいて回転数が制御される。
On the contrary, when the
<実施形態2>
図3は、本発明の実施形態2の構成全体を示し、図4はエンジン制御装置中における選択回路を示す。基本的には実施形態1の図1、図2と同様の構成であるが、回転数設定変更器39及びリフマグスイッチからの信号に基づき同期してオン/オフ作動するスイッチ群41、43を機体コントローラ37でなく、エンジン制御装置36に設けた点で異なる。従って、実施形態1と異なる点について主として説明する。図3において、エンジン11の電子ガバナ11bはエンジン制御装置36と回線22を介して接続され、更にエンジン制御装置36は機体コントローラ37と回線38により接続されている。また、エンジン制御装置36の入力側には回転数設定変更器39が接続され、機体コントローラ37の入力側にはリフマグスイッチ26がリレー式スイッチ27を介して接続されている。ここで、エンジン制御装置36はエンジン11の回転数の信号や機体コントローラ37から回線38を介して入力される信号に基づいたエンジン設定回転数信号(又は出力トルク設定信号)により燃料噴射量制御信号を演算し、該燃料噴射量制御信号を前記電子ガバナ11bに送出する。
<
FIG. 3 shows the entire configuration of the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a selection circuit in the engine control apparatus. 1 and FIG. 2 of the first embodiment, but the
図4はエンジン制御装置36の本実施形態に関する部分の詳細説明をした図である。図4において、リフマグ用回転数設定器40からの出力が第1スイッチ41を介して回線42に接続され、一方、回転数設定変更器39からの出力が第2スイッチ43を介して回線42に接続されている。回線42はエンジン制御装置36の演算装置44の入力側に接続されており、演算装置44は回線42からの入力信号に基づいて燃料噴射量制御信号を回線23に送出する。第1スイッチ41、第2スイッチ43は従来技術を利用した半導体スイッチ又は機械式スイッチで構成され、機体コントローラ37、回線38を介したリフマグスイッチ26からの信号に基づき同期してオン/オフ作動をして、何れか一方の信号が演算装置44に入力される。即ち、リフマグスイッチ26をオンにすると第1スイッチ41がオンになり、第2スイッチ43がオフとなる。逆に、リフマグスイッチ26をオフにすると第1スイッチ41がオフになり、第2スイッチ43がオンとなるように構成されている。なお、実施形態2の場合も実施形態1と同様、上記回路をプログラム(ソフトウエア)で構成してもよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating in detail the portion of the
実施形態2も概ね実施形態1と同じように機能する。即ち、リフマグスイッチ26をオンにするとリレー式スイッチ27に電源35からの電流が流れて接点が閉じてオンになり、このリフマグ・オン信号が機体コントローラ37及び回線38を介してエンジン制御装置36に入力され、第2スイッチ43がオフになり、第1スイッチ41がオンになる。これによって、リフマグ用回転数設定器40からの信号が演算装置44に入力され、回転数設定変更器39からの信号は無効とされる(入力されない)。従って、リフマグ用回転数設定器40からの信号に基づいてエンジン11の回転数が設定される。また、同時に電源35からの電流により電磁切換弁15が連通状態(a)に切り換り、油圧ポンプ14の圧油が油圧モータ16に流れ、リフマグ作業が可能になる。
The second embodiment also functions in the same manner as the first embodiment. That is, when the
逆に、リフマグスイッチ26をオフにするとリレー式スイッチ27に電源35からの電流が流れず、接点が開いてオフになる。この場合、リフマグ・オフ信号が機体コントローラ37及び回線38を介してエンジン制御装置36に入力され、第1スイッチ41がオフになり、第2スイッチ43がオンになる。これによって、リフマグ用回転数設定器40からの信号が演算装置44に入力されず、回転数設定変更器39からの信号が入力される。また、同時に電源35からの電流が流れず、電磁切換弁15が開放状態(b)に切り換る。従って、このときはリフマグ操作が不能となり、エンジン11は回転数設定変更器39からの信号に基づいて回転数が制御される。
On the contrary, when the
以上に説明したように、リフマグ器操作中にエンジンの回転数(又はトルク)をオペレータの誤判断や誤操作により設定変更した場合でもエンジンの回転数等は設定変更されず、安定した操作が可能になるという効果が得られる。 As described above, even when the engine speed (or torque) is changed during operation of the riffmager due to an operator's misjudgment or incorrect operation, the engine speed is not changed and stable operation is possible. The effect of becoming is obtained.
以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、例えば、スイッチ31、33(又は41,43)で構成した回路をソフトウエア(プログラム)で構成した場合も本発明の技術的範囲に属する。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to this, and for example, a circuit constituted by the
11 エンジン
11b 電子ガバナ
12,13 油圧ポンプ
14 リフマグ用油圧ポンプ
16 油圧モータ
17 発電機
18 整流回路
19 リフマグ器
21、36 エンジン制御装置
24、37 機体コントローラ
25、39 (エンジン)回転数設定変更器
26 リフマグスイッチ
29、44 演算装置
30、40 リフマグ用回転数設定器(リフマグ回転数設定手段)
31、41 第1スイッチ
33,43 第2スイッチ
11
31, 41
Claims (6)
6. The riff mug control for a construction machine according to claim 2, wherein the first switch and the second switch are mechanically configured switches or switches configured by using a semiconductor element. apparatus.
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