JP5110786B2 - リフティングマグネット機の駆動システム - Google Patents
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Description
本発明は、油圧駆動の発電機を有するリフティングマグネット機の駆動システムに関する。
従来より、油圧モータの駆動により発電機を駆動し、発電機で発生した電力をリフティングマグネットに供給して電磁力を発生させ、リフティングマグネットにスクラップ等の吸着物を吸着させるようにしたリフティングマグネット機が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載のリフティングマグネット機では、エンジンにより駆動する油圧ポンプから油圧モータに圧油を供給する管路にアンロード回路を接続し、リフマグ作業を行っていないときに油圧ポンプからの圧油をアンロードし、油圧モータの駆動を停止するようにしている。
特開２００２−３４８０８７号公報
しかしながら、上記特許文献１記載のリフティングマグネット機では、例えばリフマグ作業時にエンジン回転数がダウンすると油圧モータへの圧油供給量が減少し、リフティングマグネットによる安定した吸着作用を得られないおそれがある。
本発明によるリフティングマグネット機の駆動システムは、リフティングマグネットを駆動するためのリフティングマグネット専用発電機およびリフティングマグネット専用バッテリを備えたリフティングマグネット機の駆動システムであって、前記リフティングマグネット専用発電機を駆動する発電機駆動用油圧モータと、前記リフティングマグネット専用発電機および前記リフティングマグネット専用バッテリに接続されており、前記リフティングマグネット専用発電機から前記リフティングマグネットに供給される電力が不足する場合に前記リフティングマグネット専用バッテリから前記リフティングマグネットへ電力を供給するように制御するコントローラと、少なくとも前記発電機駆動用油圧モータに対して圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動する原動機と、前記リフティングマグネット以外の電装品に電力を供給するために、前記原動機により駆動される汎用発電機と、を備えている。
本発明によれば、発電機で発電した電力とバッテリに充電した電力をリフティングマグネットに供給するようにしたので、油圧モータへの圧油供給量が減少した場合でも、リフティングマグネットによる安定した吸着作用を得ることができる。
以下、図１，図２を参照して本発明によるリフティングマグネット機の駆動システムの実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるリフティングマグネット機の外観側面図である。このリフティングマグネット機は油圧ショベルをベースマシンとしており、走行体１と、走行体１上に旋回可能に支持された旋回体２と、旋回体２に回動可能に取り付けられた作業用フロント３とを有する。
図１は、本発明が適用されるリフティングマグネット機の外観側面図である。このリフティングマグネット機は油圧ショベルをベースマシンとしており、走行体１と、走行体１上に旋回可能に支持された旋回体２と、旋回体２に回動可能に取り付けられた作業用フロント３とを有する。
作業用フロント３は、旋回体２に回動可能に軸支されたブーム４と、ブーム先端部に回動可能に軸支されたアーム５と、アーム先端部に回動可能に軸支されたリフティングマグネット１０とを有する。ブーム４は、ブームシリンダ４ａの伸縮により俯仰動し、アーム５は、アームシリンダ５ａの伸縮によりクラウドまたはダンプする。リフティングマグネット１０は、リンク機構（リンク６ｂ，６ｃ）を介してシリンダ６ａの伸縮によりチルトする。なお、図の点線はリフティングマグネット１０に鉄やスクラップ等の吸着物５０を吸着したリフマグ作業状態を示している。
図２は、本実施の形態に係るリフティングマグネット機の駆動システムを示す回路図である。油圧ポンプ１２はエンジン１１により駆動され、油圧ポンプ１２からの圧油により油圧モータ１３が駆動する。油圧モータ１３は発電機駆動用モータであり、油圧モータ１３の回転によりオルタネータ１４が駆動し、発電する。なお、実際の油圧回路ではリリーフ弁やオイルクーラ等の油圧機器が設けられるが、図２ではそれらの図示は省略している。油圧ポンプ１２からの圧油は油圧モータ１３だけでなく、他の油圧アクチュエータ（例えばブームシリンダ４ａ等）にも駆動圧油として供給される。
コントローラ１５は、オルタネータ１４で発生した電力をリフマグ作業時に必要量だけリフティングマグネット１０に供給する。リフティングマグネット１０はこの電力を磁力に変え、鉄やスクラップ等を吸着して荷役を行う。吸着時以外にはオルタネータ１４で発生した電力はバッテリ１６に蓄電される。バッテリ１６に蓄電された電力はコントローラ１５により放電され、オルタネータ１４からリフティングマグネット１０への電力供給量が不足するときにその不足を補うように用いられる。なお、オルタネータ１４の発電容量は、エンジン１１の定格回転時に、リフティングマグネット１０が最大出力を発生するのに必要とされる電力を供給するように設定されており、リフティングマグネット１０の消費電力が少ないときは、オルタネータ１４で発生した電力の一部がリフティングマグネット１０に供給され、残りはバッテリ１６に蓄電される。
リフティングマグネット１０の動作電圧は２４Ｖであり、オルタネータ１４の電圧、バッテリ１６の電圧もそれぞれ２４Ｖである。したがって、リフティングマグネット１０が２４０Ｗ仕様とすると、リフティングマグネット１０には１０Ａの電流が流れる。
オルタネータ１４およびバッテリ１６はリフティングマグネット１０の駆動専用として設けられ、リフティングマグネット以外の電装品へは、エンジン１１によって駆動されるオルタネータ１７およびオルタネータ１７で発電した電力を蓄電するバッテリ１８から電力が供給される。オルタネータ１７およびバッテリ１８は、建設機械に搭載される標準的なものが使用される。エンジン１１と油圧ポンプ１２と油圧モータ１３とオルタネータ１４，１７とバッテリ１６，１８とコントローラ１５はそれぞれ旋回体２の所定位置に搭載されている。
本実施の形態に係る動作を説明する。油圧ポンプ１２からの圧油により油圧モータ１３が回転するとオルタネータ１４が駆動し、発電する。リフマグ作業時以外にはオルタネータ１４からの電力はバッテリ１６に蓄電される。リフマグ作業時には、コントローラ１５がオルタネータ１４からの電力を必要量だけリフティングマグネット１０に供給し、余った電力をバッテリ１６に蓄電する。リフティングマグネット１０はオルタネータ１４から供給された電力により磁力を発生し、吸着物を吸着する。
このとき例えばエンジン回転数がダウンして油圧ポンプ１２の吐出量が減少すると、油圧モータ１３の回転数がダウンし、オルタネータ１４の発電容量が減少する。その結果、オルタネータ１４からだけでは、リフティングマグネット１０が必要とする電力を供給することができなくなるおそれがある。この場合、コントローラ１５は電力供給の不足する分だけバッテリ１６を放電させ、オルタネータ１４からだけでなくバッテリ１６からもリフティングマグネット１０に電力を供給する。これによりリフティングマグネット１０が必要とする電力を供給することができ、エンジン回転数の変動に拘わらず安定した吸着を行うことができる。
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）油圧モータ１３によりオルタネータ１４を駆動するとともに、オルタネータ１４からの電力を充電するバッテリ１６を設け、オルタネータ１４からリフティングマグネット１０への電力供給が不足するときに、その不足分をバッテリ１６から供給するようにした。これによりエンジン回転数の変動等によりオルタネータ１４の発電容量が不足した場合でもリフティングマグネット１０による安定した吸着作用を得ることができる。
（２）油圧ポンプ１２を油圧モータ１３の専用ポンプとする必要がなく、油圧回路に油圧モータ１３を一定回転で駆動するための分流弁等を設ける必要もないため、部品点数を節約できる。
（３）リフマグ作業用の専用のバッテリ１６を設けたので、標準のバッテリ１８に過大な負荷がかかることを防止できる。また、標準のバッテリ１８からリフティングマグネット１０に電力を分配する必要がないため、制御が複雑化するといった不具合を防止できる。
（４）リフマグ作業用として２４Ｖ仕様のオルタネータ１４を設けるため、例えば２００Ｖ仕様のオルタネータを設ける場合に比べ、オルタネータを小型化でき、配置が容易である。また、車両などに広く用いられているオルタネータを使用することができ、コストを低減できる。
（１）油圧モータ１３によりオルタネータ１４を駆動するとともに、オルタネータ１４からの電力を充電するバッテリ１６を設け、オルタネータ１４からリフティングマグネット１０への電力供給が不足するときに、その不足分をバッテリ１６から供給するようにした。これによりエンジン回転数の変動等によりオルタネータ１４の発電容量が不足した場合でもリフティングマグネット１０による安定した吸着作用を得ることができる。
（２）油圧ポンプ１２を油圧モータ１３の専用ポンプとする必要がなく、油圧回路に油圧モータ１３を一定回転で駆動するための分流弁等を設ける必要もないため、部品点数を節約できる。
（３）リフマグ作業用の専用のバッテリ１６を設けたので、標準のバッテリ１８に過大な負荷がかかることを防止できる。また、標準のバッテリ１８からリフティングマグネット１０に電力を分配する必要がないため、制御が複雑化するといった不具合を防止できる。
（４）リフマグ作業用として２４Ｖ仕様のオルタネータ１４を設けるため、例えば２００Ｖ仕様のオルタネータを設ける場合に比べ、オルタネータを小型化でき、配置が容易である。また、車両などに広く用いられているオルタネータを使用することができ、コストを低減できる。
なお、上記実施の形態では、オルタネータ１４からリフティングマグネット１０への電力供給が不足するときに、その不足分の電力をコントローラ１５がバッテリ１６から供給するようにしたが、オルタネータ１４とバッテリ１６からリフティングマグネット１０が必要とする電力を供給するのであれば、制御装置としてのコントローラ１５の構成はいかなるものでもよい。リフティングマグネット１０用に電力を供給するオルタネータ１４（第１の発電機）およびバッテリ１６（第１のバッテリ）とは別に、リフティングマグネット以外に電力を供給する標準のオルタネータ１７（第２の発電機）およびバッテリ１８（第２のバッテリ）を設けたが、駆動システムの構成はこれに限らず、例えばバッテリ１６を省略し、オルタネータからの電力とバッテリ１８からの電力をリフティングマグネット１０に供給するようにしてもよい。
すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のリフティングマグネット機の駆動システムに限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
１０ リフティングマグネット
１２ 油圧ポンプ
１３ 油圧モータ
１４，１７ オルタネータ
１５ コントローラ
１６，１８ バッテリ
１２ 油圧ポンプ
１３ 油圧モータ
１４，１７ オルタネータ
１５ コントローラ
１６，１８ バッテリ
Claims (2)
- リフティングマグネットを駆動するためのリフティングマグネット専用発電機およびリフティングマグネット専用バッテリを備えたリフティングマグネット機の駆動システムであって、
前記リフティングマグネット専用発電機を駆動する発電機駆動用油圧モータと、
前記リフティングマグネット専用発電機および前記リフティングマグネット専用バッテリに接続されており、前記リフティングマグネット専用発電機から前記リフティングマグネットに供給される電力が不足する場合に前記リフティングマグネット専用バッテリから前記リフティングマグネットへ電力を供給するように制御するコントローラと、
少なくとも前記発電機駆動用油圧モータに対して圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する原動機と、
前記リフティングマグネット以外の電装品に電力を供給するために、前記原動機により駆動される汎用発電機と、
を備えたことを特徴とするリフティングマグネット機の駆動システム。 - 請求項１に記載のリフティングマグネット機の駆動システムにおいて、
前記リフティングマグネットが作業状態にないときには、前記リフティングマグネット専用発電機は、前記リフティングマグネット専用バッテリを充電することを特徴とするリフティングマグネット機の駆動システム。
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