JP2006315814A

JP2006315814A - Lifting magnet device

Info

Publication number: JP2006315814A
Application number: JP2005140773A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoneda; 敬米田; Nobuaki Matoba; 信明的場
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lifting magnet device to attract an object by an electromagnet, capable of improving attracting force when starting attraction, and prevent lowering of attracting force due to coil temperature rise in long-time work. <P>SOLUTION: A magnet 8 in this lifting magnet device 1 is composed of a first coil 8a and a second coil 8b connected in parallel. During set time that is preliminarily set from start of attraction, both the first and the second coils are energized. After the set time, either one of the coils only is energized. As the coil to be energized after the set time, the first and the second coils are alternately used. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に装着されるリフティングマグネット装置の技術分野に属するものである。 The present invention belongs to the technical field of a lifting magnet device mounted on a work machine such as a hydraulic excavator.

一般に、油圧ショベル等の作業機械に、電磁石で被吸着物を吸着するリフティングマグネット装置を装着して、スクラップや鉄材等の被吸着物の分別や運搬等の作業を行うことがある。この様なリフティングマグネット装置の電磁石は、強力な吸着力を得るために、大容量のコイルおよび鉄芯が用いられると共に大きな電力を必要とするが、該電磁石への電力供給方式として、従来、作業機械に搭載されるバッテリ電源から電磁石に直接電力供給されるように構成されたバッテリ方式、あるいは、専用の油圧モータで駆動される発電機から電磁石に電力供給されるように構成した油圧発電方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−７１０８５号公報 In general, a lifting magnet device that adsorbs an object to be adsorbed with an electromagnet is attached to a work machine such as a hydraulic excavator to perform operations such as separation and transportation of the object to be adsorbed such as scrap or iron material. The electromagnet of such a lifting magnet device uses a large capacity coil and iron core to obtain a strong attracting force and requires a large amount of power. Either a battery system configured to supply power directly to the electromagnet from a battery power source installed in the machine, or a hydraulic power generation system configured to supply power to the electromagnet from a generator driven by a dedicated hydraulic motor The thing is known (for example, refer patent document 1).
JP-A-11-71085

ところで、前記リフティングマグネット装置において、電磁石で被吸着物を吸着するにあたり、吸着開始時は被吸着物を吸引する（引き付ける）ため強い磁力を必要とするが、被吸着物が一旦電磁石に吸着された以降は、磁力が下がっても吸着状態を保持することができる。このため、吸着開始時に多くの被吸着物を吸引できるよう電磁石への供給電力を大きく設定すると、被吸着物が一旦電磁石に吸着された以降も大きな電力を消費することになり、省エネの妨げになるという問題がある。
さらに、リフティングマグネット装置による吸着作業を繰り返して行うと、コイルの温度が上昇して抵抗が大きくなり、吸着力が低下してしまうという問題もあり、これらに本発明が解決しようとする課題がある。 By the way, in the lifting magnet device, when an object to be adsorbed is attracted by an electromagnet, a strong magnetic force is required to attract (attract) the object to be adsorbed at the start of the adsorption, but the object to be adsorbed is once adsorbed by the electromagnet. Thereafter, the attracted state can be maintained even when the magnetic force decreases. For this reason, if the power supplied to the electromagnet is set large so that a large number of objects to be adsorbed can be attracted at the start of adsorption, a large amount of power will be consumed even after the object to be adsorbed is once adsorbed to the electromagnet, which hinders energy saving. There is a problem of becoming.
Further, when the adsorption work by the lifting magnet device is repeated, there is a problem that the temperature of the coil rises, the resistance increases, and the attractive force decreases, and there is a problem to be solved by the present invention. .

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、電磁石で被吸着物を吸着するリフティングマグネット装置において、該リフティングマグネット装置の電磁石のコイルを、第一コイルおよび第二コイルを並列接続して形成すると共に、吸着開始から予め設定される設定時間のあいだは第一、第二の両方のコイルを励磁し、設定時間経過後は何れか一方のコイルを励磁する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、吸着開始から設定時間のあいだは、第一、第二の両方のコイルが励磁することになって、被吸着物を吸引する強い磁力を確保することができる一方、設定時間経過後は何れが一方のコイルしか励磁しないため、消費電力を低減することができ、而して、作業効率が向上すると共に、省エネに寄与できる。
請求項２の発明は、請求項１において、吸着開始から設定時間経過後に励磁されるコイルとして、第一、第二コイルを交互に用いることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、リフティングマグネット装置で長時間作業を行う場合であっても、コイルの温度上昇を抑制することができ、而して、温度上昇に伴う吸着力の低下を防ぐことができる。 The present invention was created in view of the above-described circumstances to solve these problems, and the invention of claim 1 is directed to a lifting magnet device for adsorbing an object to be adsorbed with an electromagnet. The electromagnet coil of the magnet device is formed by connecting the first coil and the second coil in parallel, and both the first and second coils are excited and set during a preset time from the start of adsorption. A control device that excites one of the coils after the elapse of time is provided.
And by doing in this way, during the set time from the start of adsorption, both the first and second coils are excited, and a strong magnetic force that attracts the object to be adsorbed can be secured. Since only one of the coils is excited after the set time has elapsed, the power consumption can be reduced, thus improving work efficiency and contributing to energy saving.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first and second coils are alternately used as coils that are excited after a set time has elapsed since the start of adsorption.
In this way, even when working with a lifting magnet device for a long time, it is possible to suppress the temperature rise of the coil and thus to prevent a reduction in the attractive force accompanying the temperature rise. Can do.

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に、リフティングマグネット装置１が装着された作業機械の動力システムを示すが、該図１において、２はエンジンであって、該エンジン２の動力で、作業機械に設けられた複数の油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプ３や、直流電流を発電する発電機４が駆動される。さらに、５は前記発電機４によって充電されるバッテリであって、該バッテリ５は、作業機械の制御盤６や図示しない各種電装品の電源になると共に、前記リフティングマグネット装置１の電源となる。尚、図１において、７はアースである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a power system of a work machine to which a lifting magnet device 1 is attached. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an engine, and a plurality of hydraulic actuators provided on the work machine by the power of the engine 2. The hydraulic pump 3 serving as the hydraulic pressure source and the generator 4 that generates direct current are driven. Further, reference numeral 5 denotes a battery charged by the generator 4. The battery 5 serves as a power source for the control panel 6 of the work machine and various electrical components (not shown) and also serves as a power source for the lifting magnet device 1. In FIG. 1, 7 is a ground.

前記リフティングマグネット装置１は、マグネット（電磁石）８、マグネット駆動回路９、制御器１０等を備えて構成されるが、上記マグネット８のコイルは、第一コイル８ａと第二コイル８ｂとを並列接続して形成されている。また、マグネット駆動回路９は、制御器１０からの信号に基づいて前記第一、第二コイル８ａ、８ｂへの通電をそれぞれＯＮ／ＯＦＦする第一、第二リレー１１ａ、１１ｂ、該第一、第二リレー１１ａ、１１ｂをＯＦＦしたときに第一、第二コイル８ａ、８ｂに発生する逆起電流を逃がすための第一、第二ダイオード１２ａ、１２ｂ等を備えて形成されている。さらに、１３はリフティングマグネット装置用の操作スイッチであって、該操作スイッチ１３の操作に基づいて、リフティングマグネット装置１による被吸着物の吸着／釈放を行えるように構成されている。 The lifting magnet device 1 includes a magnet (electromagnet) 8, a magnet drive circuit 9, a controller 10, and the like. The coil of the magnet 8 includes a first coil 8 a and a second coil 8 b connected in parallel. Is formed. Further, the magnet drive circuit 9 includes first and second relays 11a and 11b that turn on / off the energization of the first and second coils 8a and 8b based on a signal from the controller 10, respectively. The first and second diodes 12a and 12b are provided to release the back electromotive current generated in the first and second coils 8a and 8b when the second relays 11a and 11b are turned off. Further, 13 is an operation switch for the lifting magnet device, and is configured so that the object to be attracted can be adsorbed / released by the lifting magnet device 1 based on the operation of the operation switch 13.

次いで、前記制御器１０におけるマグネット駆動回路９の制御について、図２に示すフローチャート図に基づいて説明する。
まず、制御器１０は、電源投入によりシステムが開始端子１４から開始すると、初期設定処理器１５で、初期設定として、「作動モード」を「非励磁モード」にセットすると共に、強励磁タイマをリセットする。さらにこの初期設定の状態では、マグネット駆動回路９の第一、第二リレー１１ａ、１１ｂは共にＯＦＦになっている。
ここで、前記「非励磁モード」は、リフティングマグネット装置１による被吸着物の吸着を行わないときのモードであり、また、後述する「励磁モード」は、吸着を行うときのモードである。さらに、強励磁タイマは、第一、第二コイル８ａ、８ｂの両方が励磁される強励磁状態（第一、第二コイル８ａ、８ｂの両方が励磁された状態を強励磁状態と称し、第一、第二コイル８ａ、８ｂのうち何れか一方が励磁された状態を通常励磁状態と称する）の時間をカウントするためのタイマである。 Next, the control of the magnet drive circuit 9 in the controller 10 will be described based on the flowchart shown in FIG.
First, when the system starts from the start terminal 14 by turning on the power, the initial setting processor 15 sets the “operation mode” to “non-excitation mode” and resets the strong excitation timer as an initial setting. To do. Further, in this initial setting state, the first and second relays 11a and 11b of the magnet drive circuit 9 are both OFF.
Here, the “non-excitation mode” is a mode when the object to be attracted is not attracted by the lifting magnet device 1, and the “excitation mode” described later is a mode when the attraction is performed. Further, the strong excitation timer is a strong excitation state in which both the first and second coils 8a and 8b are excited (a state in which both the first and second coils 8a and 8b are excited is referred to as a strong excitation state. This is a timer for counting the time during which one of the first and second coils 8a and 8b is excited is called a normal excitation state.

続いて、処理器１６で操作スイッチ１３の信号を読み込み、該操作スイッチ１３の信号が立上ったか否かを、判定器１７で判定する。 Subsequently, the processor 16 reads the signal of the operation switch 13 and the determiner 17 determines whether or not the signal of the operation switch 13 has risen.

前記判定器１７の判定において、操作スイッチ１３の信号が立ち上がった（操作スイッチ１３の操作あり）と判定された場合には、続けて判定器１８で、「作動モード」が「励磁モード」であるか否かを判定する。一方、操作スイッチ１３の信号が立ち上がっていない（操作スイッチ１３の操作なし）と判定された場合には、そのまま後述する判定器２１の判定に移行する。 When it is determined in the determination unit 17 that the signal of the operation switch 13 has risen (the operation switch 13 is operated), the determination unit 18 continues to determine that the “operation mode” is the “excitation mode”. It is determined whether or not. On the other hand, if it is determined that the signal of the operation switch 13 has not risen (no operation of the operation switch 13), the process proceeds to determination by the determination device 21 described later.

前記判定器１８の判定で、「励磁モード」と判定された場合には処理器１９で「非励磁モード」にセットし、また「非励磁モード」と判定された場合には処理器２０で「励磁モード」にセットする。 When the determination unit 18 determines “excitation mode”, the processor 19 sets the “non-excitation mode”. When the determination unit 18 determines “non-excitation mode”, the processing unit 20 sets “excitation mode”. Set to “Excitation mode”.

次いで、判定器２１で、現時点の「作動モード」が「励磁モード」であるか否かを判定し、「励磁モード」であると判定された場合には、さらに、判定器２２で、強励磁タイマが予め設定される設定時間Ｔに達したか否かを判定する。 Next, the determination unit 21 determines whether or not the current “operation mode” is the “excitation mode”. If it is determined that the current “operation mode” is the “excitation mode”, the determination unit 22 further performs strong excitation. It is determined whether or not the timer has reached a preset time T.

前記判定器２２の判定で、強励磁タイマが設定時間Ｔに達していないと判定された場合は、処理器２３で、強励磁タイマをカウントする（強励磁タイマがリセットされている状態であればカウントを開始し、カウント中であればカウントを継続する）。さらに、処理器２４で、マグネット駆動回路９の第一、第二リレー１１ａ、１１ｂを共にＯＮにし、且つ、処理器２５で、強励磁フラグをＯＮにセットする。 If it is determined by the determination unit 22 that the strong excitation timer has not reached the set time T, the processor 23 counts the strong excitation timer (if the strong excitation timer is reset). Start counting and continue counting if counting is in progress). Further, the processor 24 turns on both the first and second relays 11a and 11b of the magnet drive circuit 9, and the processor 25 sets the strong excitation flag to ON.

一方、前記判定器２２の判定で、強励磁タイマが設定時間Ｔに達したと判定された場合は、判定器２６で、強励磁フラグがＯＮか否かを判定する。 On the other hand, if it is determined by the determination unit 22 that the strong excitation timer has reached the set time T, the determination unit 26 determines whether or not the strong excitation flag is ON.

前記判定器２６の判定で、強励磁フラグがＯＮと判定された場合は、続けて、判定器２７で、コイルフラグがＡか否かを判定する。 If it is determined by the determination unit 26 that the strong excitation flag is ON, then the determination unit 27 determines whether the coil flag is A or not.

前記判定器２７の判定で、コイルフラグがＡである判定された場合、処理器２８で、マグネット駆動回路９の第二リレー１１ｂをＯＦＦにし、且つ、処理器２９で、コイルフラグをＢにセットする。 If it is determined by the determination unit 27 that the coil flag is A, the processor 28 turns off the second relay 11b of the magnet drive circuit 9 and the processor 29 sets the coil flag to B. To do.

一方、前記判定器２７の判定で、コイルフラグがＡでないと判定された場合、処理器３０で、マグネット駆動回路９の第一リレー１１ａをＯＦＦにし、且つ、処理器３１で、コイルフラグをＡにセットする。 On the other hand, if it is determined by the determination unit 27 that the coil flag is not A, the processor 30 turns off the first relay 11a of the magnet drive circuit 9 and the processor 31 sets the coil flag to A. Set to.

前記処理器２９の処理後、および処理器３１の処理後は、それぞれ処理器３２で、強励磁フラグをＯＦＦにセットする。 After the processing of the processor 29 and after the processing of the processor 31, the processor 32 sets the strong excitation flag to OFF.

一方、前記判定器２１の判定で、現時点の「作動モード」が「非励磁モード」であると判定された場合は、処理器３３で、マグネット駆動回路９の第一、第二リレー１１ａ、１１ｂを共にＯＦＦにし、さらに処理器３４で、強励磁タイマをリセットする。 On the other hand, if it is determined by the determination unit 21 that the current “operation mode” is the “non-excitation mode”, the processing unit 33 causes the first and second relays 11a and 11b of the magnet drive circuit 9 to be processed. Are both turned OFF, and the processor 34 resets the strong excitation timer.

また、前記処理器２５の処理後、判定器２６の判定で強励磁フラグがＯＮでないと判定された場合、処理器３２の処理後、および処理器３４の処理後は、それぞれ端子３５で、処理器１６の処理に戻る。 Further, after the processing of the processor 25, when it is determined by the determination of the determiner 26 that the strong excitation flag is not ON, after the processing of the processor 32 and after the processing of the processor 34, processing is performed at the terminal 35, respectively. Return to the processing of the device 16.

而して、前述した制御器１０の行う制御により、図３のタイミングチャート図に示す如く、リフティングマグネット装置１による吸着を開始するべく操作スイッチ１３を操作すると、該操作スイッチ１３の操作から設定時間Ｔのあいだは、マグネット駆動回路９の第一、第二リレー１１ａ、１１ｂが共にＯＮになって、第一、第二コイル８ａ、８ｂの両方が励磁する強励磁状態となるが、設定時間Ｔ経過後は、第一、第二リレー１１ａ、１１ｂの何れか一方のＯＮは継続されるが他方はＯＦＦとなって、第一、第二コイル８ａ、８ｂの何れか一方のみが励磁する通常励磁状態になる。そして、該通常励磁状態で励磁するコイルは、第一コイル８ａと第二コイル８ｂが交互となるように制御される。一方、被吸着物を釈放する場合には、操作スイッチ１３を操作すると、第一、第二リレー１１ａ、１１ｂが共にＯＦＦになって、第一、第二コイル８ａ、８ｂの両方が非励磁になる。 Thus, when the operation switch 13 is operated to start the suction by the lifting magnet device 1 by the control performed by the controller 10 as described above, as shown in the timing chart of FIG. During T, the first and second relays 11a and 11b of the magnet drive circuit 9 are both turned ON, and both the first and second coils 8a and 8b are excited, but the set time T After the elapse of time, one of the first and second relays 11a and 11b continues to be turned on, but the other is turned off and only one of the first and second coils 8a and 8b is excited. It becomes a state. The coil excited in the normal excitation state is controlled so that the first coil 8a and the second coil 8b are alternated. On the other hand, when releasing the object to be adsorbed, if the operation switch 13 is operated, both the first and second relays 11a and 11b are turned off, and both the first and second coils 8a and 8b are de-excited. Become.

叙述の如く構成された本形態において、リフティングマグネット装置１のマグネット８は、並列に接続される第一コイル８ａと第二コイル８ｂとを有しており、そして、吸着を開始するべく操作スイッチ１３を操作してから設定時間Ｔのあいだは、第一コイル８ａと第二コイル８ｂの両方が励磁する一方、設定時間Ｔ経過後は、何れか一方のコイル８ａまたは８ｂのみが励磁することになる。 In the present embodiment configured as described above, the magnet 8 of the lifting magnet device 1 has a first coil 8a and a second coil 8b connected in parallel, and an operation switch 13 to start adsorption. During the set time T after the operation of, both the first coil 8a and the second coil 8b are excited, and after the set time T has elapsed, only one of the coils 8a or 8b is excited. .

この結果、吸着開始から設定時間Ｔのあいだは、両方のコイル８ａおよび８ｂが励磁する強励磁状態となって、被吸着物を吸引する強い磁力を確保することができ、而して、マグネット８により多くの被着物を吸着できて、作業効率を向上させることができる。一方、吸着開始から設定時間経過後、つまり被吸着物が一旦マグネット８に吸着されて磁力が弱くなっても吸着状態を保持できるようになった以降は、何れが一方のコイル８ａまたは８ｂのみが励磁する通常励磁状態となり、而して、バッテリ５の電力消費を低減することができて、省エネに寄与できる。 As a result, during the set time T from the start of adsorption, both the coils 8a and 8b are in a strong excitation state, and a strong magnetic force for attracting the object to be attracted can be secured. As a result, more adherends can be adsorbed and work efficiency can be improved. On the other hand, after the set time has elapsed from the start of the adsorption, that is, after the object to be adsorbed is once adsorbed to the magnet 8 and the magnetic force becomes weak, the adsorbed state can be maintained. Thus, the normal excitation state in which excitation is performed can be achieved, and the power consumption of the battery 5 can be reduced, thereby contributing to energy saving.

しかも、前記通常励磁状態において励磁するコイルは、第一コイル８ａと第二コイル８ｂが交互となるように構成されているから、被吸着物の吸着／釈放を繰り返して行う場合であっても、第一、第二コイル８ａ、８ｂの温度上昇を可及的に抑制することができ、而して、温度上昇に伴う吸着力の低下を防ぐことができる。 Moreover, since the coil that is excited in the normal excitation state is configured such that the first coil 8a and the second coil 8b are alternately arranged, even when the adsorption / release of the object to be adsorbed is repeatedly performed, It is possible to suppress the temperature rise of the first and second coils 8a and 8b as much as possible, and thus it is possible to prevent the adsorption force from being lowered due to the temperature rise.

リフティングマグネットを備えた作業機械の動力システムを示す図である。It is a figure which shows the motive power system of the working machine provided with the lifting magnet. マグネット制御を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows magnet control. マグネット制御のタイミングチャート図である。It is a timing chart figure of magnet control.

Explanation of symbols

１リフティングマグネット装置
８電磁石（マグネット）
８ａ第一コイル
８ｂ第二コイル 1 Lifting magnet device 8 Electromagnet
8a 1st coil 8b 2nd coil

Claims

In a lifting magnet device that attracts an object to be attracted by an electromagnet, the electromagnet coil of the lifting magnet device is formed by connecting a first coil and a second coil in parallel, and for a set time set in advance from the start of suction. Is a lifting magnet device provided with a control device for exciting both the first and second coils and exciting either one of the coils after a set time has elapsed.

The lifting magnet device according to claim 1, wherein the first and second coils are alternately used as coils that are excited after a set time has elapsed since the start of adsorption.