JP2829289B2 - 作業機械に設置する電磁石の制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックホーのよう
な作業台車の回動アームに取付けるリフティングマグネ
ットまたは破砕機などに設置する電磁石の制御回路に関
し、さらにこの制御回路を備えるリフティングマグネッ
トなどの作業機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】リフティングマグネットや破砕機は、バ
ックホーのような作業台車の揺動アームに取付けて使用
すると、鉄筋などの搬送作業または建造物解体や鉄筋コ
ンクリートガラの破砕や小割り作業における作業能率が
良好になり、この種の作業機械が現在数多く販売されて
いる。この種の作業機械は、作業台車側から油圧油の供
給を受けて作動するとともに電磁石を内蔵する機種があ
り、例えば、実開昭５７−１２０５８７号および実開昭
５７−９９８８２号でリフティングマグネット、実開平
６−６７７００号でコンクリート用破砕機が開示されて
いる。

【０００３】 これらの作業機械で用いる公知の電磁石
には、作業台車のバッテリー電源または専用の発電装置
から直流電流が供給され、その制御回路は図１２で概略
で示すように、電源スイッチＳＷの開閉操作で電磁石Ｍ
を励磁／消磁する。図１２において、ＢＴはバッテリー
電源または専用の発電装置などの直流電源発生装置であ
る。この制御回路における電磁石の磁力の変化は、図１
３に示すように、電源スイッチＳＷが閉のときは一定レ
ベルの磁力Ｈを保ち、時間Ｓ後に電源スイッチＳＷが開
になると、その瞬間に消磁されて磁力はゼロになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の作業機械用の電
磁石は、強力な吸引力と吸着力を得るために、大容量コ
イルと大容量鉄芯で構成して大電流を通電することによ
り、電源スイッチＳＷの開の瞬間にコイルの自己誘導作
用で高電圧の逆起電力が発生する。この逆起電力は、通
常供給電圧の約５〜６倍に達し、電源スイッチ部でのス
パークの発生と接点の焼損・損耗のほかに、電源系統機
器に悪影響をもたらす。

【０００５】 図１４に示すように、この逆起電力の解
消方法として、マイナス極側が高電圧になることから、
電磁石Ｍのコイル接続端子と電源スイッチＳＷ間の電路
の両極間を半導体Ｄを介して短絡する回路を採用するこ
とができる。この半導体Ｄは、電磁石の使用時に、マイ
ナス極側からプラス極側へ向けて一方向通電を許容す
る。

【０００６】 このような回路では、電源スイッチＳＷ
を開いた際に自己誘導作用でコイルに発生する逆起電力
は、半導体Ｄの短絡回路を流れるため、電源スイッチＳ
Ｗの開でスパークは発生しない。しかしながら、磁力の
減衰変化に伴ってコイルの自己誘導に伴う電流が、半導
体Ｄの短絡回路を流れて急速には低下せず、電磁石の磁
力は徐々に低下していく。図１５に示すように、電磁石
の磁力はスイッチオフから時間ｕを経た後にようやく完
全に消磁するため、吸着物がいつまでも離脱しないとい
う不具合が生じる。

【０００７】 本発明は、バックホーなどの作業台車の
回動アームに取付けるリフティングマグネットまたは破
砕機などにおいて、電磁石への通電を遮断する際に、電
磁石の自己誘導作用で発生する高電圧の逆起電力を解消
し、電源スイッチの接点で発生するスパークを防止する
とともに、吸着物が電磁石から離脱するまでの時間を短
縮する制御回路を提供することを目的としている。ま
た、本発明の他の目的は、電磁石を逆励磁することによ
り、吸着物の磁化による残留磁気で離れない吸着物を反
発離脱させるという安全且つ合理的で容易な制御回路を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る制御回路は、バックホーなどの作業台
車に搭載する作業機械に取り付け、該作業機械は破砕機
やリフティングマグネットなどであって、作業台車の回
動アームの先端部に揺動自在に取り付けて使用する。こ
の制御回路は、図１，図３または図４に示すように、電
磁石と電源スイッチとの間の電路間を半導通回路で短絡
接続し、該半導通回路には、電磁石稼働中のマイナス極
側からプラス極側への一方向通電を許容する半導体と開
閉器とを直列配置する。この制御回路は、電源スイッチ
を開いた際に、そのスイッチの開動作より若干タイミン
グを遅らせて半導通回路の開閉器を開くように構成す
る。

【０００９】 本発明の別の制御回路は、図５または図
９右側に示すように、電磁石と直流電源との間の電路
に、正接続と逆接続とを接点の開閉で選択可能な電源ス
イッチを介在させる。この制御回路では、正接続時にお
いてマイナス極側からプラス極側への一方向通電を許容
する半導体と開閉器とを直列配置し、該開閉器は電源ス
イッチの正接続時に閉となる第１の半導通回路と、前記
の半導体とは逆方向に配置した半導体と開閉器とを直列
配置し、該開閉器は電源スイッチの逆接続時に閉となる
第２の半導通回路とを、電源スイッチと電磁石との間の
電路の両極間に並列接続する。この制御回路により、電
源スイッチの正接続または逆接続の接点が開いた際に、
別個に設けた作動遅延時限手段により、前記各接点の開
動作より若干タイミングを遅らせて第１または第２の半
導通回路の開閉器を開くようにするとともに、電源スイ
ッチは正接続または逆接続に選択できるように構成して
いる。

【００１０】 図５または図９に示す制御回路は、図
７，図８，図９左側に例示するような油圧回路に組み合
わせて使用すると好ましい。この制御回路を有する作業
機械には、油圧アクチュエータへの油圧回路に３位置弁
を設置し、該３位置弁は中立位置で油圧油を遮断し且つ
左右各位置では油圧油を導通する。この３位置弁におい
て、弁位置の一方向への切り換わりを検出する手段を設
けることにより、この検出手段の検知信号によって電源
スイッチの逆接続側の接点を閉じて電磁石を逆励磁する
ように構成し、３位置弁の操作で電磁石を選択的に正励
磁と逆励磁とに切換えて作動させることが可能である。
適用可能な作業機械としては、バックホーなどの作業台
車に搭載可能な破砕機（図１０参照），リフティングマ
グネット（図１１参照）などが例示できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る制御回路は、破砕機
１（図１０）やリフティングマグネット１１（図１１）
などに取り付ける大型の電磁石を制御するために用い
る。この種の電磁石を設置する作業機械には、種々の用
途と形態が知られているが、バックホーなどの作業台車
に取付けて使用できるものならば適用可能である。

【００１２】 例えば、図１０には本発明が適用可能な
破砕機１を示し、該破砕機は、その上部ブラケット部を
バックホー６のアーム７の先端にピン８，８で搭載し、
バックホー６から油圧油の供給を受けて破砕機１の本体
に内蔵した油圧シリンダで破砕アーム９を開閉させ、こ
れによってコンクリート塊を破砕する作業機械である。
破砕機１の本体に電磁石２を取り付けるとともに、運転
室に設置のコントローラ３を介して、バックホー６に内
蔵のバッテリー電源４から電磁石２までバックホーのア
ーム７に沿って取付けたケーブル５を経由して接続し、
コントローラ３の操作で電磁石２の励磁と消磁を行い、
該電磁石によって鉄筋コンクリートの破砕に伴って生ず
る鉄筋屑などの金属片１０を吸着して回収する作業に用
いる。

【００１３】 他の例として、図１１に発電機内蔵のリ
フティングマグネット１１を示し、該リフティングマグ
ネットはバックホーのアーム７の先端に装着する。リフ
ティングマグネット１１は、電磁石１２の上部に固着し
たブラケット部１３を介して、バックホーのアーム７の
先端にピン１８，１８で取付ける。ブラケット部１３，
１３内には、油圧モータ１４で駆動する発電機１５と制
御盤１６とを配置し、該制御盤と電磁石１２とをケーブ
ル１７で接続し、アーム７に沿って取付けた油圧ホース
１９を介してバックホー側から油圧油を油圧モータ１４
に供給する。発電機１５の運転／停止は、バックホーの
運転室に設置のペダル（図示しない）の操作などで行
い、電磁石１２の励磁と消磁を行ってスクラップなどの
吸着対象物を吸着して移送する作業に用いる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。図１は
電磁石２の制御回路の一例を示し、該電磁石は破砕機１
（図１０）やリフティングマグネット１１（図１１）な
どに取り付ける。図２は、図１の制御回路における電磁
石２の磁力変化を示している。

【００１５】 図１において、ＢＴはバックホーのよう
な作業台車に搭載したバッテリーや発電機など任意の直
流電源装置である。電源ＢＴと電磁石２とは電路２０，
２１で接続し、両電路の中間に同時開閉の３接点式電源
スイッチＳＷを介在させる。電路２０，２１間には、電
源スイッチＳＷの第３接点ＳＷ’と時限リレーＴとを直
列接続した回路２２と、時限リレーＴの復帰時遅延接点
Ｔ１と半導体Ｄとを直列接続した半導通回路２３をそれ
ぞれ並列に接続し、半導体Ｄは電路２１側から電路２０
側への一方向通電のみを許容する。

【００１６】 次に、この制御回路の作動と磁力変化の
推移を説明する。電源スイッチＳＷを閉じると、直流電
源ＢＴから電磁石２のコイルに電流が流れて電磁石２が
励磁され、図２に示すように一定レベルＨの磁力を発生
し、電磁石２は吸着対象物を吸引する。この状態では、
電源スイッチＳＷの閉と同時に回路２２の接点ＳＷ’も
閉となり、時限リレーＴを励磁して回路２３の接点Ｔ１
を閉に保つけれども、該回路には半導体Ｄによって電流
が流れない。

【００１７】 図２のように、電源スイッチＳＷを稼働
時間Ｓの経過後に開くと、電源が遮断された瞬間に、電
磁石２のコイルに自己誘導作用による逆起電力が発生す
る。この逆起電力は、電磁石使用時とは反対に電路２１
側がプラスで電路２０側がマイナスとなるため、該コイ
ルから回路２３の半導体Ｄを通る短絡回路が形成され、
電路２１から電路２０へ電流が流れる。この自己誘導に
伴う電流は、コイルと回路の内部抵抗で次第に減衰さ
れ、それに伴って電磁石の磁力も図２に示すように次第
に低下する。

【００１８】 一方、ＳＷと連動する接点ＳＷ’が開と
なり、時限リレーＴは無励磁状態となっても、遅延接点
のために接点Ｔ１は暫くの間（時間ｔ）閉の状態を保
ち、その時間ｔが経過してＳｔ時間後に開く。これによ
り、前記の短絡回路が開となるため、電磁石回路の電流
が遮断され、図のようにＳｔ時間後に磁力がゼロとな
る。このときの接点Ｔ１の端子間電圧は、直前に回路内
を流れていた電流の２乗と回路内部抵抗との積となり、
電流が減衰していることと内部抵抗が低いために電圧が
低く、Ｔ１の接点でのスパーク発生は僅少で問題とはな
らない。

【００１９】 図３に本発明の変形例を示す。この変形
例では、図１における時限リレーＴの代わりに、回路２
２’においてコンデンサＣと抵抗Ｒとを直列接続した分
岐路をリレーＭＣに対して並列接続する。また、図１に
おける接点Ｔ１の代わりに、回路２３’においてリレー
ＭＣのａ接点（リレー励磁で閉となる接点、以下同じ）
を設置する。図３の制御回路は、下記の作動遅延時限機
構を除いて、図１の回路とほぼ同一である。

【００２０】 接点ＳＷ’が電源スイッチＳＷと連動し
て閉となると、リレーＭＣを励磁し、半導通回路２３’
の接点ＭＣ１を閉に保つとともに、リレーＭＣと並列接
続されたコンデンサＣを充電し、且つ電磁石２を励磁す
る。この励磁状態から電源スイッチＳＷを開くと、接点
ＳＷ’が連動して開となるが、コンデンサＣの充電電流
がリレーＭＣと抵抗Ｒとを経由して再びコンデンサＣへ
至る回路で流れるため、接点ＭＣ１は直ちに開とはなら
ず、コンデンサＣが完全放電するまでの間、瞬時遅れて
開となるように作用する。

【００２１】 即ち、電源スイッチＳＷが開の後、暫く
は半導通短絡回路２３’を閉に保ち、その後に回路２
３’を開く。図３において、回路２２’のＭＣ，Ｃ，Ｒ
とによって構成される作動遅延時限機構と、回路２３’
の接点ＭＣ１との関係は、図１における回路２２の時限
リレーＴと回路２３の接点Ｔ１との関係と同じであり、
この変形例における電磁石の磁力変化は図２である。図
１では時限リレーＴの設定により、また、図３ではＣと
Ｒの容量の選定によって作動遅延時間の調整が可能であ
る。

【００２２】 図４に示す他の変形例は、図１１に例示
するようなリフティングマグネットにおいて、発電機１
５から電磁石１２に至る部分の制御回路図である。ま
た、図７は発電機１５を駆動する油圧モータ１４の油圧
回路を開示し、この油圧回路を図４の実施例に適用可能
である。つまり、図７において二点鎖線で囲った部分１
６’は、図４に示す制御盤１６に対応し、さらに図８に
この油圧回路の変形例を示す。

【００２３】 図４には、油圧モータ駆動の三相交流発
電機１５と、制御盤１６と、電磁石１２とを備え、発電
機１５と制御盤１６との間をケーブル３本で接続し、該
制御盤と電磁石１２の間を２本のケーブル１７で接続す
る。制御盤１６の内部において、ＭＣＢは発電機１５の
出力電源に接続したブレーカ、ＲＣＴは発電機１５から
出力される三相交流を直流電源に変換する公知の整流器
である。整流器ＲＣＴは、図示のように、直列接続した
１対の半導体３組のそれぞれにおいて、両半導体間に三
相交流の各相を接続し、その３組の半導体を同方向に向
けて並列接続している。整流器ＲＣＴでは、その両接続
端から直流電源を出力する構成であり、発電機１５から
整流器ＲＣＴまでが直流電源装置に相当する。ブレーカ
ＭＣＢと整流器ＲＣＴとの間の三相交流電源には、電圧
低下を検知する定電圧リレーＶＲを図示のように接続す
る。

【００２４】 制御盤１６において、整流器ＲＣＴ以後
の制御回路について説明すると、整流器ＲＣＴの出力端
子と電磁石１２のケーブル１７の接続端子間は、図示の
ように、電源スイッチ部３０を介して、電路２４，２
６、該電源スイッチ部の接点ａ１，ａ２および電路２
５，２７で順次接続する。電源スイッチ部３０の接点ａ
１，ａ２はリレーＡのａ接点である。電路２４，２６の
両極間には、リレーＸと定電圧リレーＶＲのａ接点ＶＲ
１とを直列配置し且つ接点ＶＲ１に対してリレーＸのａ
接点Ｘ１を並列配置した回路２８と、並列配置のリレー
Ａおよび時限リレーＴに対してリレーＸのａ接点Ｘ２を
直列配置した回路２９とを接続する。電路２５，２７の
両極間には、電磁石使用時にマイナス極の電路２７側か
らプラス極の電路２５側への一方向通電のみを許容する
半導体Ｄ１と、時限リレーＴの開路時遅延の接点Ｔ１と
を直列配置した半導通回路３１を接続する。

【００２５】 図４の制御回路の作動を説明する。バッ
クホー側から油圧モータに油圧油が供給され、発電機１
５が回転を開始して出力電圧が設定値に達すると、定電
圧リレーＶＲが作動して接点ＶＲ１を閉じ、これによっ
てリレーＸを励磁して接点Ｘ１を閉じて回路２８を自己
保持するとともに、回路２９の接点Ｘ２を閉じる。この
動作で回路２９のリレーＡと時限リレーＴとが励磁され
ることにより、電源スイッチ部３０の接点ａ１，ａ２を
閉じると同時に回路３１の接点Ｔ１を閉じるため、電路
２４，２５および電路２６，２７が導通状態となって電
磁石１２を励磁する。

【００２６】 この励磁状態から、バックホー側からの
油圧油の供給を断つと、発電機１５の回転が急速に低下
して出力電圧が定電圧リレーＶＲの設定値（通常９０
％）以下に低下する。この結果、回路２８の接点ＶＲ１
を開く一方、リレーＸは電圧低下により内蔵の接点を保
持できなくなり、接点Ｘ１，Ｘ２を開く。この動作によ
り、回路２９のリレーＡ，Ｔが無励磁となり、電源スイ
ッチ部３０の接点ａ１，ａ２を開き、時限リレーＴの設
定時間が経過すると回路３１の開路時遅延の接点Ｔ１を
開く。

【００２７】 この際に、電磁石１２は接点ａ１，ａ２
のオフと同時に電源が遮断され、該電磁石にはコイルの
自己誘導作用で逆起電力が発生するが、回路３１の接点
Ｔ１は時限リレーＴの設定時間閉状態を保ち、電路２７
側から半導通回路３１の半導体Ｄ１を通って電路２５側
への電流を許容する短絡回路を形成する。電源スイッチ
部３０の接点ａ１，ａ２では、半導通回路３１に電流が
流れることでスパークが発生せず、電磁石１２は回路の
内部抵抗で電流を徐々に低下しながら回路３１の開路時
遅延接点Ｔ１が開となるまで磁力を発生しつづけ、電磁
石１２は接点Ｔ１がオフの時点で完全に消磁する。

【００２８】 接点Ｔ１が開いたときの接点Ｔ１の端子
間電圧は、直前に回路内を流れていた電流の２乗と回路
内部抵抗との積となるが、電流値が減衰していることと
内部抵抗が低いため電圧は低く、接点Ｔ１でのスパーク
発生は僅少で問題とはならない。なお、図４の制御回路
における電源オン／オフと電磁石の磁力の変化は、図２
の場合と同一である。

【００２９】 図５は本発明の別の変形例を示し、この
図は発電機１５から電磁石１２に至る部分の制御回路、
図６はこの制御回路における電源スイッチの操作にとも
なう電磁石の磁力変化を示す。図７は発電機１５を駆動
する油圧モータ１４の油圧回路を開示し、図７において
二点鎖線で囲った部分１６’は、図５に示す制御盤に相
当する。

【００３０】 図５において、発電機１５，ブレーカＭ
ＣＢ，整流器ＲＣＴ，ケーブル１７および電磁石１２は
図４に示す部品と実質的に同一である。制御盤１６’に
おいて、整流器ＲＣＴの出力端子とケーブル１７の接続
端子との間は、電源スイッチ部４９を介して電路４０，
４２および電路４１，４３で接続する。電源スイッチ部
４９は、電路４０と４１を接続する接点ａ１と、電路４
２と４３を接続する接点ａ２に加えて、電路４０から４
３へまたは電路４２から４１へ交差接続する経路に接点
ｂ１，ｂ２を設け、接点ａ１，ａ２は正接続スイッチと
して、ｂ１，ｂ２は逆接続スイッチとして接続状態を選
択できる。

【００３１】 電路４０，４２の両極間には、リレーＸ
と定電圧リレーＶＲのａ接点ＶＲ１とを直列配置し且つ
接点ＶＲ１に対してリレーＸのａ接点Ｘ１を並列配置し
た回路４４と、リレーＹと圧力スイッチＰＳ（図７）の
接点Ｓ１とを直列配置した回路４５と、リレーＸのａ接
点Ｘ２を介して回路４７と４８に分岐する回路４６とを
接続する。分岐回路４７では、リレーＡと時限リレーＴ
ａを並列接続し、さらにリレーＹのｂ接点（リレーが励
磁すると開になる接点、以下同じ）ＹｂとリレーＢのｂ
接点ｂをリレーＡ，Ｔａに対して直列に接続する。一
方、分岐回路４８では、リレーＢと時限リレーＴｂを並
列接続し、さらにリレーＹのａ接点ＹａとリレーＡのｂ
接点ａとをリレーＢ，Ｔｂに対して直列に接続する。

【００３２】 また、電路４１，４３の両極間には、電
路４３から電路４１への一方向通電のみを許容する半導
体Ｄ１と時限リレーＴａの開路時遅延の接点Ｔ１とを直
列配置した第１の半導通回路５０と、電路４１から電路
４３への一方向通電のみを許容する半導体Ｄ２と時限リ
レーＴｂの開路時遅延の接点Ｔ２とを直列配置した第２
の半導通回路５１とを並列に接続する。

【００３３】 発電機１５を駆動する油圧モータ１４の
駆動油圧回路は、図７に示すように、作業台車の油圧源
Ｐから来る管路６０と、タンクＴＫに戻る管路６１とを
有する。管路６０，６１には、３位置４方切換弁６２を
接続し、該切換弁６２の二次側往復管路６３，６４の先
端に２対４個の逆止弁からなる公知の整流回路６５を接
続するとともに、圧力スイッチＰＳを管路６４に取り付
ける。整流回路６５から、その二次側に往復の管路６
６，６７を接続し、管路６６，６７間に油圧モータ１４
を介在させ、油圧シリンダ６９のピストンロッドを管路
６６側に且つシリンダヘッドを管路６７側に接続する。

【００３４】 油圧整流回路６５は、図示のように、そ
れぞれ２個の逆止弁を同方向に向けて直列接続した１対
の逆止弁回路の両端を互いに並列接続している。双方の
回路の中間部には一次側の管路６３，６４を、逆止弁回
路の両端には二次側の管路６６，６７を接続し、一次側
の油圧油の流れ方向に関係なく二次側は矢印で示す一方
向にのみ流れるように作用する。

【００３５】 ３位置４方切換弁６２は、中立以外の左
右いずれの位置に切り換えても、油圧モータ１４の管路
６６，６７には一定方向に油圧油が流れ、該油圧モータ
は一定方向のみに回転する。また、切換弁６２を中立に
して油圧モータ１４を停止する際に、該モータの慣性回
転で回路内に作用する衝撃圧は、回路６５の逆止弁を経
由するバイパス路と、シリンダ６９のピストン７０が自
由に押し出されて回路内の容積を増加して吸収する。こ
の衝撃圧の吸収は、管路６７から管路６６に向く一方向
の流れを許容する逆止弁を有するバイパス路６８を設け
ることによっていっそう効果的になる。

【００３６】 図７において、圧力スイッチＰＳは、３
位置４方切換弁６２をクロス通路側に切り換えた状態を
検知する検出手段であり、圧力が一定レベル以上で内蔵
の接点Ｓ１（図５）が閉じて信号を取り出す装置であ
る。このような圧力検出手段は、図８に示すように、切
換弁６２の弁と連動するカム機構７３の動きをリミット
スイッチＬＳで検知する方法でもよく、該リミットスイ
ッチに内蔵の接点Ｓ１が閉じたときの信号を取り出して
もよい。

【００３７】 この実施例では、油圧切換弁６２を操作
するペダル（図示しない）を前後いずれの方に踏んでも
発電機１５は同一方向に回転し、図５の整流器ＲＣＴに
接続の電路４０にプラス極、電路４２にマイナス極を出
力する。この操作ペダルを前方に踏んで切換弁６２を平
行通路側に切り換えると、油圧源Ｐの管路６０は管路６
３と連通して管路６４がタンク回路６１と連通し、管路
６４は低圧となり圧力スイッチＰＳは作動せず、内蔵ス
イッチ接点Ｓ１は開いたままである。

【００３８】 発電機１５の回転数が上がって定電圧リ
レーＶＲの設定電圧以上になると、回路４４の接点ＶＲ
１が閉じてリレーＸを励磁することにより、接点ＶＲ１
と並列接続の接点Ｘ１を閉じて回路４４の自己保持を行
うと同時に、回路４６の接点Ｘ２を閉じる。この際に回
路４５の接点Ｓ１は開いているから、リレーＹが無励磁
で回路４７の接点Ｙｂは閉じ、回路４８の接点Ｙａは開
いており、リレーＢが無励磁で回路４７の接点ｂは閉じ
ている。この結果、リレーＡと時限リレーＴａが励磁さ
れ、回路４８の接点ａを開いて逆接続を防止するととも
に、正接続スイッチ接点ａ１，ａ２を閉じ、電磁石１２
を励磁すると同時に第１の回路５０の開路時遅延接点Ｔ
１を閉じる。

【００３９】 この励磁状態から、ペダルから足を離し
て切換弁６２を中立にすると、発電機１５の回転数が下
がり、電圧の降下によって定電圧リレーＶＲが回路４４
の接点ＶＲ１を開く。また、リレーＸが接点Ｘ１，Ｘ２
を閉に保持できずに解除することにより、リレーＡとＴ
ａが無励磁となって電源スイッチ部４９の正接続接点ａ
１，ａ２が開いて電磁石１２の電源を遮断する。

【００４０】 この際に、電磁石１２はコイルの自己誘
導作用で逆起電力が発生するが、第１の半導通回路５０
の接点Ｔ１は時限リレーＴａの設定時間ｔの間は閉状態
を保って、電路４３から第１の回路５０の半導体Ｄ１を
通って電路４１側への電流を許容する短絡回路が形成さ
れるため、回路５０を電流が流れて接点ａ１，ａ２でス
パークが発生しない。また、電磁石１２は、回路電流が
内部抵抗で徐々に低下しながらも、開路時遅延接点Ｔ１
が設定時間ｔの後にＳｔ時間後に開くまで磁力を発生し
つづけ、該電磁石は接点Ｔ１が開いた時点で完全に消磁
する。

【００４１】 接点Ｔ１が開いたときのその端子間電圧
は、直前に回路内を流れていた電流の２乗と回路内部抵
抗との積となるが、電流値が減衰していることと内部抵
抗が低いため電圧は低く、接点Ｔ１でのスパーク発生は
僅少である。この際の電源オン／オフと電磁石の磁力の
変化は、図６の横軸の０からＳｒ時間の間に示し、これ
は前記の図２の場合と同一である。

【００４２】 次に、ペダルを後方に踏み、切換弁６２
をクロス通路に切換えると、油圧油が前記と逆方向に流
れて管路６４側が高圧となるため、圧力スイッチＰＳの
内蔵接点Ｓ１が閉じる。発電機１５の回転数が上がって
定電圧リレーＶＲの設定電圧以上になると、回路４４の
接点ＶＲ１が閉じてリレーＸを励磁し、これによって接
点ＶＲ１と並列接続の接点Ｘ１を閉じて回路４４の自己
保持を行うと同時に、回路４６の接点Ｘ２を閉じる。

【００４３】 回路４５の接点Ｓ１は、発電機始動時に
先行して閉じているから、リレーＹが先に励磁されてい
る。回路４７，４８の接点Ｙｂは開および接点Ｙａは閉
にそれぞれ切換わり、リレーＡが無励磁であるために、
回路４８の接点ａは閉じたままである。この結果、リレ
ーＢと時限リレーＴｂが励磁され、回路４７の接点ｂを
開いて正接続を防止するとともに、電源スイッチ部４９
の逆接続スイッチ接点ｂ１，ｂ２を閉じ、電磁石１２を
逆励磁するとともに第２の回路５１の開路時遅延接点Ｔ
２も閉じる。

【００４４】 この逆励磁状態から、ペダルから足を離
して切換弁６２を中立にすると、前記と同様に回路４４
の接点ＶＲ１が開く。リレーＸが接点Ｘ１，Ｘ２を閉に
保持できずに解除し、リレーＢとＴｂが無励磁となって
電源スイッチ部４９の逆接続接点ｂ１，ｂ２を開き、電
磁石１２の電源を遮断する。

【００４５】 この際に、電磁石１２はコイルの自己誘
導作用で逆起電力が発生するが、第２の半導通回路５１
の接点Ｔ２は時限リレーＴｂの設定時間ｔ’の間は閉状
態を保って、電路４１から第２の回路５１の半導体Ｄ２
を通って電路４３側への電流を許容する短絡回路が形成
されるため、回路５１を電流が流れることで電源スイッ
チ部４９の接点ｂ１，ｂ２ではスパークが発生しない。
また、電磁石は回路の内部抵抗で電流を徐々に低下しな
がらも、第２の回路５１の開路時遅延接点Ｔ２が設定時
間ｔ’の後Ｓｔ’で開となるまで磁力を発生しつづけ、
電磁石は接点Ｔ２が開の時点で完全に消磁する。

【００４６】 接点Ｔ２が開になるときのその端子間電
圧は、直前に回路内を流れていた電流の２乗と回路内部
抵抗との積となるが、電流値が減衰していることと内部
抵抗が低いため電圧は低く、接点Ｔ２の接点でのスパー
ク発生は僅少で問題とはならない。この際の電源オン／
オフと電磁石の磁力の変化は図６の横軸のＳｒからＳ
ｔ’の間に示す特性となり、これは図２の特性と磁石の
極性が反転しているだけで磁力変化の推移は同じであ
る。

【００４７】 図９は、電磁石内蔵の破砕機（図１０参
照）に適用可能な油圧回路と電気制御盤の回路とを組み
合わせた図であり、その制御方法は前記と同様である。
図９左側の油圧回路では、図７に示す整流回路と油圧モ
ータの代わりに、管路６３，６４の先端部に破砕機の破
砕アーム開閉用油圧シリンダ７５を接続し、互いに内向
きに配置した２個の逆止弁とその逆止弁間に圧力スイッ
チＰＳ２を設けた管路７４を油圧シリンダ７５と並列接
続するとともに、管路６４側に圧力スイッチＰＳ１を設
けている。

【００４８】 図９右側の電磁石の制御盤１６”では、
図５に示す発電機から回路４４までの回路部の代わり
に、電路４０，４２を遮断器Ｓ３を介して適宜の直流電
源装置（例えばバックホーのバッテリー）ＢＴに接続
し、回路４５の接点Ｓ１は圧力スイッチＰＳ１のａ接点
Ｓ１である。また、回路４６には、接点Ｘ２の代わりに
圧力スイッチＰＳ２のａ接点Ｓ２を設置し、その他は図
５の構成と同一である。制御盤１６”は、例えば、図１
０に示すコントローラ３の内部に組み込んでいる。

【００４９】 図９の回路において、遮断器Ｓ３を閉じ
た状態でペダルを前後に踏んで切換弁６２を操作すれ
ば、シリンダ７５が伸縮して破砕アーム９を開閉する。
開閉の各動作時には、圧力スイッチＰＳ２が回路圧を検
知して接点Ｓ２を閉じるとともに、シリンダ７５の収縮
時は圧力スイッチＰＳ１が作動して接点Ｓ１を閉じる。
これによって、図５に関する前記の説明と同様の制御が
可能となり、破砕アームの開閉動作に合わせて電磁石２
の励磁と逆励磁が行え、且つペダルを中立にすれば瞬時
遅れて消磁する。破砕機６において、破砕作業のみで電
磁石２を使用しない場合には遮断器Ｓ３を開いておけば
よい。

【００５０】 図示しないけれども、図９における管路
７４と圧力スイッチＰＳ１，ＰＳ２の代わりに、切換弁
６２と連動するカム機構および該機構に接するリミット
スイッチを設けてもよい。このリミットスイッチに内蔵
する接点をスイッチ接点Ｓ１，Ｓ２として使用すれば、
前記と同じ制御が可能となる。

【００５１】

【発明の効果】本発明に係る制御回路は、電源スイッチ
を開いた際に電磁石の自己誘導作用で発生する高電圧の
逆起電力を解消し、電源スイッチの接点でのスパークの
発生を防止する。本発明の制御回路では、吸着物が電磁
石から離脱するまでの時間を短縮することが可能であ
り、電源スイッチの耐久性と信頼性を改善する。

【００５２】 また、本発明の制御回路で電磁石の正逆
励磁を制御することにより、電磁石を消磁しても吸着物
が磁化して離脱しない現象を解消する。本発明では、逆
励磁による反発離脱をペダル操作のみで容易に行え、電
磁石の操作が安全且つで合理的で容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る制御回路を示す回路図である。

【図２】 図１の制御回路における磁力変化を示すグラ
フである。

【図３】 本発明の変形例を示す回路図である。

【図４】 本発明の第２の変形例を示す回路図である。

【図５】 本発明の第３の変形例を示す回路図である。

【図６】 図５の制御回路における磁力変化を示すグラ
フである。

【図７】 本発明に適用する油圧回路を示す回路図であ
る。

【図８】 図７の油圧回路の別の例を示す要部回路図で
ある。

【図９】 本発明の第４の変形例を示す回路図である。

【図１０】 本発明の制御回路を備えた破砕機を搭載し
たバックホーの側面図である。

【図１１】 本発明の制御回路を備えたリフティングマ
グネットを示す側面図である。

【図１２】 従来 の制御回路を示す回路図である。

【図１３】 図１２の制御回路における磁力変化を示す
グラフである。

【図１４】 欠陥 を有する制御回路を示す回路図であ
る。

【図１５】 図１４の制御回路における磁力変化を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ 破砕機 ２ 電磁石 ３ コントローラ ４ バッテリー １１ リフティングマグネット １４ 油圧モータ １５ 発電機 １６ 制御盤 ２３ 半導通回路 ３０ 電源スイッチ部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バックホーなどの作業台車に搭載する作
   業機械に取り付ける電磁石の制御回路であって、電磁石
   と電源スイッチとの電路間を半導通回路で短絡接続し、
   この半導通回路には、電磁石稼働中のマイナス極側から
   プラス極側への一方向通電を許容する半導体と開閉器と
   を直列配置することにより、電源スイッチを開いた際
   に、そのスイッチの開動作より若干タイミングを遅らせ
   て半導通回路の開閉器を開く電磁石の制御回路。
2. 【請求項２】 バックホーなどの作業台車に搭載し、該
   作業台車から油圧油の供給を受けて本体内蔵の油圧シリ
   ンダで破砕アームを開閉させるとともに、本体に取り付
   けた電磁石をコントローラの操作で励磁と消磁を行う破
   砕機において、電磁石と電源スイッチとの間の電路間を
   半導通回路で短絡接続し、この半導通回路には、電磁石
   稼働中のマイナス極側からプラス極側への一方向通電を
   許容する半導体と開閉器とを直列配置することにより、
   電源スイッチの接点を開いた際に、作動遅延時限機構に
   よって前記接点の開動作より若干タイミングを遅らせて
   半導通回路の開閉器を開くように構成する破砕機。
3. 【請求項３】 バックホーなどの作業台車にブラケット
   部を介して取り付け、該ブラケット部に収納する油圧モ
   ータ駆動の発電機と、油圧制御回路および電気制御盤に
   よる直流出力機構とを備えるリフティングマグネットに
   おいて、電磁石と電源スイッチとの間の電路間を半導通
   回路で短絡接続し、この半導通回路には、電磁石稼働中
   のマイナス極側からプラス極側への一方向通電を許容す
   る半導体と開閉器とを直列配置することにより、電源ス
   イッチの接点を開いた際に、作動遅延時限機構によって
   前記接点の開動作より若干タイミングを遅らせて半導通
   回路の開閉器を開くように構成するリフティングマグネ
   ット。
4. 【請求項４】 電磁石と直流電源との間の電路に、正接
   続と逆接続とを接点の開閉で選択可能な電源スイッチを
   介在させるとともに、正接続時においてマイナス極側か
   らプラス極側への一方向通電を許容する半導体と開閉器
   とを直列配置し、該開閉器は電源スイッチの正接続時に
   閉となる第１の半導通回路と、前記の半導体とは逆方向
   に配置した半導体と開閉器とを直列配置し、該開閉器は
   電源スイッチの逆接続時に閉となる第２の半導通回路と
   を、電源スイッチと電磁石との間の電路の両極間に並列
   接続し、電源スイッチの正接続または逆接続の接点が開
   いた際に、別個に設けた作動遅延時限手段により、前記
   各接点の開動作より若干タイミングを遅らせて第１また
   は第２の半導通回路の開閉器を開く電磁石の制御回路。
5. 【請求項５】 バックホーなどの作業台車に搭載し、作
   業台車側から油圧油の供給を受けて作動し且つ電磁石を
   備える作業機械において、油圧アクチュエータへの油圧
   回路に３位置弁を設置し、該３位置弁は中立位置で油圧
   油を遮断し且つ左右各位置では油圧油を導通するととも
   に、電磁石と直流電源との間の電路に正接続と逆接続と
   を選択可能な電源スイッチを介在させ、正接続時に通電
   可能な第１の半導通回路と、逆接続時に通電可能な第２
   の半導通回路とを電源スイッチと電磁石との間の電路の
   両極間に並列接続し、前記３位置弁において弁位置の切
   り換わりを検出する手段を設けることにより、この検出
   手段の検知信号によって電源スイッチの逆接続側の接点
   を閉じて電磁石を逆励磁するように構成する作業機械。
6. 【請求項６】 弁位置の切り換わりを検出する手段が、
   油圧回路に設置した圧力スイッチ、または弁と連動する
   カム機構の作動を検知するリミットスイッチである請求
   項５記載の作業機械。