JP3571025B2 - 建設機械の電磁石付アタッチメント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕爪等のアタッチメントを作動させる本体油圧系統を利用して作動、停止する油圧モータにより発電機を作動させて電磁石を入切操作する建設機械の電磁石付アタッチメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物の解体では、建築機械に破砕爪等のアタッチメントを装着してコンクリート壁等を破砕していく。当然、破砕したコンクリートには鉄筋や鉄骨等の一部が含まれ、これらは渾然一体の産業廃棄物として処理されていた。しかし、近年のリサイクル指向、産業廃棄物に対する規制等を受けて、前記コンクリート内に含まれる鉄筋や鉄骨等（金属分）を分離した後、コンクリート、ガラス、プラスチック及び木材等を別途処分するようになってきている。この分別作業は、解体現場とは別の専用処理場等を利用して実施できるが、予めコンクリートから金属分を取り除ける方が好ましい。こうした背景から、何等かの励磁手段を備えたアタッチメントが開発され、提案されている。
【０００３】
特開平０５−０１８１２１号「静油圧破砕機」は、ロッカビームの顎外面部にプレート取付穴又はブラケット用穴を開穿し、一方、電磁石付プレート又は電磁石付ブラケットを形成し、静油圧破砕機で破砕鉄片の回収作業を行うとき電磁石が顎外面部の外面側に露出するようにし、また破砕鉄片の回収作業を行わないときには、上記電磁石をロッカビームの内部側に収納するように構成した技術を開示している。また、実開平０６−０６７７００号「破砕機」は、端的に、破砕アームと枢軸で枢支したフレームの側面に電磁石を取付けてその操作ボタンを機体に設けた技術を開示している。
【０００４】
電磁石の作動については、特開平０８−０１２２４２号「鉄類吸着運搬装置」や特開平０９−２４０９８０号「発電機内蔵永電磁式リフティングマグネット」が参考になる。前者は、 自走するショベルの可動アームの先端に設けられるバケット内に、着脱自在に装着される本体ケースと、この本体ケースに内蔵され鉄類を吸着する電磁石と、この電磁石の励消磁を行なうための油圧モータと発電機とを設けた構成である。また、後者は、リフティングマグネットの作業台車への取付け用ブラケット部に油圧モータ駆動の発電機を内蔵すると共に、電磁石部はコイルへの通電で磁芯材が着磁して永久磁石となり且つ逆方向の通電で消磁可能な電磁石を用い、電磁石と発電機との接続回路内には、電磁石への通電方向切換スイッチ機構と、その切換スイッチと電磁石への通電時間を制御する機能を備えた制御機構とを介在し、発電機を運転したときに電磁石に一定時間通電して磁芯材を着磁させ、つぎの発電機運転時には電磁石に逆方向に一定時間通電して磁芯材を消磁させ、発電機の運転の都度着磁と消磁を交互に変更する構成の技術である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、油圧モータにより発電機を作動させて電磁石を入切操作する電磁石付アタッチメントは既に存在し、破砕機にも利用されている。しかし、破砕爪等のアタッチメントによる破砕作業と、電磁石の入切操作による分別作業とは、別途電磁石の操作系統を設ける等、作業者に新たな操作を要求するもので、両作業を連続して切り替えるような電磁石の操作手段は未だ提供されていない（例えば、実開平０６−０６７７００号の操作ボタン）。
【０００６】
また、破砕作業と分別作業との切り替えを考えた場合、両作業は排他的である（一方が実施中は、他方が実施できない）ことが望ましい。上述のように、電磁石の操作系統を別に設けると、破砕作業中にも分別作業が実施できるため、不要な電磁石の吸着が起きて、かえって作業効率を低下させる虞れがある。そこで、油圧モータにより発電機を作動させて電磁石を入切操作する電磁石を備える基本構成を踏まえつつ、油圧モータへの油圧の供給手段や入切操作について破砕作業と分別作業との連続性を確保する円滑かつ違和感のない切替えが可能な電磁石付アタッチメントを開発するため、検討した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
検討の結果、開発したものが、油圧モータにより発電機を作動させて電磁石を入切操作する電磁石を備えたアタッチメントにおいて、油圧モータを作動させる油圧をアタッチメントの本体油圧系統から分岐して、この本体油圧系統と排他的に油が流れるモータ油圧系統を油圧モータに接続した建設機械の電磁石付アタッチメントである。具体的には、モータ油圧系統は、本体油圧系統の油圧本管から分岐した油圧枝管に、作動設定油圧以上で開通する切替バルブを設けてなり、アタッチメントの可動部が作動端に達した後に油圧本管へ油を送り続けることにより発生する余剰油圧が前記作動設定油圧以上になることで切替バルブが開通して油圧モータを作動させ、油圧本管への油の送りを止める又は弱めることにより消失又は低下する余剰油圧が前記作動設定油圧未満になることで切替バルブが閉鎖して油圧モータを停止する。
【０００８】
本体油圧系統を構成する油圧本管は、具体的には油送り本管と油戻し本管とから構成され、それぞれからモータ油圧系統を構成する油圧枝管として油送り枝管と油戻し枝管を分岐し、油圧モータに接続する。例えば、油送り本管がアタッチメントでの開操作を担う油を送る配管で、アタッチメントが開ききった後に電磁石を作動させようとする場合、油送り本管から分岐した油送り枝管に切替バルブを設け、アタッチメントが開方向の作動端に達した後も油を送り続けると、油送り本管に発生した余剰油圧が油送り枝管を介して切替バルブへ伝達され、余剰油圧が作動設定油圧以上になると切替バルブが開通して油圧モータへ油が送られることになる。切替バルブとしては、シーケンスバルブが適当であるが、例えば電気又は機械的に余剰油圧の強弱を検知して電動バルブを開閉するようにしてもよい。
【０００９】
このように、本発明では、アタッチメントが作動端に達した後も同一作動の操作を続けることで油圧本管に発生する余剰油圧を利用して油圧モータを作動させ、発電機から電磁石へ給電し、励磁を図る。まず、余剰油圧が油圧枝管に設けた切替バルブの作動設定油圧以上になれば油圧モータへ油を送り込み、最終的に電磁石を励磁する。すなわち、余剰油圧が作動設定油圧以上になることが電磁石の入操作（ＯＮ）となる。また、余剰油圧が油圧枝管に設けた切替バルブの作動設定油圧未満になれば油圧モータへの油の送りが止められ、最終的に電磁石を消磁する。すなわち、余剰油圧が作動設定油圧未満になることが電磁石の切操作（ＯＦＦ）となる。アタッチメントの操作に連続して電磁石の励磁、消磁ができる上、アタッチメントを用いた破砕作業と電磁石による分別作業とが排他的に実施でき、両者を同時に実施する等の不具合も起きない利点がある。
【００１０】
ここで、アタッチメント自体への改造等を抑えるため、油圧枝管、切替バルブ、油圧モータ及び発電機は、アタッチメントを建設機械のアームに付設した駆動ロッドに連結するリンクに設ける、好ましくは内蔵するとよい。本発明の電磁石付アタッチメントは、新製を基本とするが、電磁石をアタッチメント外面に取り付け、その他の油圧回路及び電気回路を前記のようにリンク内に納めるようにすると、既製のアタッチメントに対して後付けによる本発明の利用が可能になる。具体的なアタッチメントとしては、油圧駆動シリンダにより上爪又は下爪を開閉する破砕爪とし、前記上爪又は下爪外面（爪の背面）に電磁石を設け、破砕爪を建設機械のアームに付設した駆動ロッドに連結するリンクに油圧枝管、切替バルブ、油圧モータ及び発電機を内蔵する。アタッチメントは、破砕作業及び分別作業のみの機能を持たせ、電磁石の入切操作にかかる要素、油圧モータと電磁石をリンクに設けることで、アタッチメントである破砕爪の構成を簡素化できる。このほか、油圧枝管、切替バルブ、油圧モータ及び発電機は、アタッチメントを建設機械のアームに設けてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は本発明の電磁石付破砕爪１（アタッチメントが破砕爪の場合）をアーム２先端に装着した建設機械３の全体側面図、図２は電磁石付破砕爪１を拡大した側面図、図３は別例の電磁石付破砕爪１の図２相当側面図であり、図４は本発明にかかる油圧配管及び電気回路構成図である。本例は、本発明の最適例として破砕爪１を例に挙げ、説明する。
【００１２】
本発明を適用した破砕爪１は、図１及び図２に見られるように、外面に露出するように上爪４に電磁石５を取付、アーム２上の駆動ロッド６と破砕爪１とを接続するリンク７内に、油圧枝管８、切替バルブとしてシーケンスバルブ９、油圧モータ１０及び発電機１１（一部図示略、図４参照）を内蔵し、外観的には従来の破砕爪と変わりはない。油圧本管１２は一度リンク７に接続し、このリンク７内で油圧枝管８を分岐してリンク７から下爪１３を開閉する油圧駆動シリンダ１４へと延びている。後述するように、上爪４に対する下爪１３の開閉操作も従来と変わらず、ただ下爪１３が開ききった後、更に開操作を続けると発生する余剰油圧が作動設定油圧以上になった時点から油圧モータ１０が作動を始め、発電機１１による起電力が上爪４内に挿通した送電線１５を通じて電磁石５を励磁する。リンク７に代えて、油圧枝管８、シーケンスバルブ９、油圧モータ１０及び発電機１１（一部図示略、図４参照）をアーム２に内蔵すると、図３のようになる。
【００１３】
本例における油圧配管及び電気回路は、図４に見られる通りである。下爪１３の開閉用油圧駆動シリンダ１４へ延びる油送り本管１２１及び油戻し本管１２２は従来通りであり、前記油送り本管１２１及び油戻し本管１２２から分岐した油送り枝管８１及び油戻し枝管８２がリンク７内に収まっている。本例は、下爪１３が開ききった後に電磁石５が励磁するよう油送り枝管８１にシーケンスバルブを介在させている。また、逆方向の油の流れを防止するため、油戻し枝管８２にはチェック弁１６を設けている。更に、油戻し枝管８２への油の流入時にシーケンスバルブ９が誤動作しないように、シーケンスバルブ９を閉鎖方向に押すバイパス管１７を設け、このバイパス管１７にもチェック弁１８を設けている。これにより、油送り本管１２１から油送り枝管８１へ油が流れ込む、すなわち下爪１３が開き切った後の余剰油圧しかシーケンスバルブ９に印加されないようになり、電磁石５も破砕爪１が開いた状態でしか励磁しないよう限定できる。
【００１４】
油送り枝管８１にシーケンスバルブ９を設けるのは、破砕爪１の開閉に伴う油の流れにより油送り枝管８１を通じて油圧モータ１０へ油圧が印加されないようにしながら、下爪１３が開ききって余剰油圧が作動設定油圧以上に上昇した際には油送り枝管８１へ流れるようにするためである。この意味で、シーケンスバルブ９は油送り本管１２１と油送り枝管８１とを切り替えるスイッチである。また、シーケンスバルブ９が開通する作動設定油圧を設定するのは、単に破砕爪１を開閉したい際に電磁石５がむやみに作動しないように、余剰油圧が油圧モータ１０へ至る境界値としての閾値を設けるためである。これにより、作業者が意図的に破砕爪１の開操作を続けた場合のみ、電磁石５が作動するようになる。
【００１５】
油圧モータ１０は、フレキシブルロッド１９を介して駆動軸を発電機１１に繋げており、余剰油圧が作動設定油圧以上になって作動を始めると、連動して作動を始め、発電を始める。電磁石５は、前記発電機１１の起電力が送電線１５を通じて通電されることで励磁され、上爪４外面で金属の吸着力を発揮する。可動する下爪１３と異なり、強固な破砕爪本体２０に連続して設けた上爪４外面に電磁石５を設けているので、吸着面を広くとれる上、吸着した金属の重量に対する剛性確保も十分にできる。本例では、送電線１５に分岐送電線２１を設け、外部コンセント２２から電力を取り出して、作業者が破砕爪１の開操作を続ける限り、発電機１１から取り出した電力でその他電動の装置を利用できるようにしている。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の電磁石付アタッチメントにより、油圧モータにより発電機を作動させて電磁石を入切操作する電磁石を備える基本構成を踏まえつつ、破砕作業と分別作業との連続性を確保する、円滑かつ違和感のない切替えを実現できる。とりわけ、作業者に対して別途操作系統を用意するのではなく、あくまでアタッチメントの操作に用いる操作系統を利用して、アタッチメントの開閉に連続して電磁石を励磁、消磁できるので、直感的で分かりやすい操作方法を提供できる効果がある。この効果は、上述した破砕爪はもちろん、その他のアタッチメントに本発明を適用しても当て嵌まる。
【００１７】
また、例示した破砕爪に明らかなように、本発明の主要構成要素である油圧枝管、切替バルブ、油圧モータ及び発電機を、建設機械のアームに付設した駆動ロッドに連結するリンク又はアームに内蔵すれば、アタッチメントの着脱の手間も容易で取扱い性が良好となる。加えて、アタッチメント周囲に突起物がなくなるので、不要なひっかかりもなく、必要な時にのみ適宜電磁石を励磁して金属を吸着、分別できる利点がある。更に、新製のみならず、既製のアタッチメントに対して後付けによる本発明の適用も可能になる。このように、本発明は従来の電磁石を有したアタッチメントにおける具体的な問題点、特に破砕作業と分別作業との連続性を確保する円滑かつ違和感のない切替えを実現し、コンクリート構造物の解体を効率かつ短時間でできるようにする効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁石付破砕爪をアーム先端に装着した建設機械の全体側面図である。
【図２】電磁石付破砕爪を拡大した側面図である。
【図３】別例の電磁石付破砕爪の図２相当側面図である。
【図４】本発明にかかる油圧配管及び電気回路構成図である。
【符号の説明】
１ 電磁石付破砕爪
２ アーム
３ 建設機械
４ 上爪
５ 電磁石
６ 駆動ロッド
７ リンク
８ 油圧枝管
８１ 油送り枝管
８２ 油戻し枝管
９ シーケンスバルブ（切替バルブ）
１０ 油圧モータ
１１ 発電機
１２ 油圧本管
１２１ 油送り本管
１２２ 油戻し本管
１３ 下爪
１４ 油圧駆動シリンダ
１５ 送電線
１６ チェック弁
１７ バイパス管
１８ チェック弁
１９ フレキシブルロッド
２０ 破砕爪本体
２１ 分岐送電線
２２ 外部コンセント

Claims (3)

1. 油圧モータにより発電機を作動させて電磁石を入切操作する電磁石を備えたアタッチメントにおいて、アタッチメントを作動させる本体油圧系統から分岐したモータ油圧系統を油圧モータに接続し、アタッチメントの可動部が作動端に達した後に発生する余剰油圧により、該油圧モータを作動させる油を本体油圧系統から排他的に流すことを特徴とする建設機械の電磁石付アタッチメント。
2. モータ油圧系統は、本体油圧系統の油圧本管から分岐した油圧枝管に、作動設定油圧以上で開通する切替バルブを設けてなり、アタッチメントの可動部が作動端に達した後に油圧本管へ油を送り続けることにより発生する余剰油圧が前記作動設定油圧以上になることで切替バルブが開通して油圧モータを作動させ、油圧本管への油の送りを止める又は弱めることにより消失又は低下する余剰油圧が前記作動設定油圧未満になることで切替バルブが閉鎖して油圧モータを停止するようにしてなる請求項１記載の建設機械の電磁石付アタッチメント。
3. 油圧枝管、切替バルブ、油圧モータ及び発電機は、アタッチメントを連結する建設機械のアーム又は該アームに付設した駆動ロッドとアタッチメントとを接続するリンクに設けてなる請求項２記載の建設機械の電磁石付アタッチメント。

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