リフティングマグネット作業機
【課題】回生電気エネルギが不足することによりリフティングマグネットの吸着作業に支障が生じないようにする。
【解決手段】リフティングマグネット作業機１０は、旋回用電動モータ８を駆動することにより回生電気エネルギが蓄電される蓄電装置１６Ｂと、リフティングマグネット１７を励磁することにより回生電気エネルギが蓄電される蓄電装置１６Ａを備えている。蓄電装置１６Ａに保持された回生電力は、リフティングマグネット１７を励磁する際にのみ使用される。
【解決手段】リフティングマグネット作業機１０は、旋回用電動モータ８を駆動することにより回生電気エネルギが蓄電される蓄電装置１６Ｂと、リフティングマグネット１７を励磁することにより回生電気エネルギが蓄電される蓄電装置１６Ａを備えている。蓄電装置１６Ａに保持された回生電力は、リフティングマグネット１７を励磁する際にのみ使用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリフティングマグネット作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフティングマグネット作業機では、回生電気エネルギを利用して動力源の効率を高める方法が採用されている。この方法は、リフティングマグネットに通電（吸引）した後、釈放する際にリフティングマグネットに蓄積された電気エネルギを蓄電装置に蓄電するものである。
【０００３】
蓄電装置に蓄電される蓄電電荷を大きくするために、走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体駆動用の旋回用電動モータの回生電気エネルギとリフティングマグネットの回生電気エネルギを蓄電装置に蓄電する方法が知られている。この方法では、蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギをリフティングマグネットおよび旋回用電動モータの駆動に用いている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００６／０８０１００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された発明では、蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギをリフティングマグネットと旋回用電動モータとの異なる２つの駆動装置に供給している。このため、一方の駆動装置に供給した後には、他方の駆動装置への供給量が不足する状況が発生する。特に、リフティングマグネット作業機では、被吸着物を吸着して搬送（旋回）する複合作業を頻繁に行うため、蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギを上手く配分しないとリフティングマグネット作業機の作業に支障をきたすこととなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のリフティングマグネット作業機は、走行体と、走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体を旋回駆動する旋回用電動モータと、旋回用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを蓄電する旋回用蓄電装置と、リフティングマグネットと、リフティングマグネットからの回生電気エネルギの蓄電が可能であり、蓄電した回生電気エネルギをリフティングマグネットのみに供給する駆動源として、旋回用蓄電装置とは別に設けられたリフティングマグネット用蓄電装置と、旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リフティングマグネット用蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギはリフティングマグネットの励磁用としてのみ供給される。したがって、リフティングマグネットを用いた吸着作業と旋回作業の複合作業時にも支障が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のリフティングマグネット作業機の側面図。
【図２】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態１を示すブロック図。
【図３】図２の制御装置の詳細を示すブロック回路図。
【図４】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態２を示すブロック図。
【図５】図４の変形例を示すブロック図。
【図６】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態３を示すブロック図。
【図７】図６の変形例を示すブロック図。
【図８】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態４を示すブロック図。
【図９】図８の制御装置の詳細を示すブロック回路図。
【図１０】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態５を示すブロック図。
【図１１】図１０の変形例を示すブロック図。
【図１２】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態６を示すブロック図。
【図１３】図１２の変形例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態１）
以下、この発明のリフティングマグネット作業機の実施形態１について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明のリフティングマグネット作業機１０の側面図である。このリフティングマグネット作業機１０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上に旋回可能に設けられた旋回体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。
【００１０】
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装置９とを有する。ブーム４は、ブームシリンダ４ａの伸縮により上下方向に回動し、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。
【００１１】
リフティングマグネット装置９は、リンク機構（リンク６ｂ，６ｃ）を介してチルトシリンダ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装置９に鉄やスクラップ等の被吸着物９ａを吸着した吸着作業状態を示している。
走行体１は、走行用油圧モータ７により駆動され、前後方向に走行する。また、左右の走行モータが異なる回転数で駆動されると、ステアリングやピボットターンを行うことができる。旋回体２は、旋回用電動モータ（作業用電動モータ）８により駆動されて、走行体１上において旋回する。
【００１２】
図２は、図１のリフティングマグネット作業機１０のブロック図である。
エンジン１１の駆動軸には、油圧ポンプ１２と１個の交流発電機１３が取り付けられている。油圧ポンプ１２にはコントロールバルブ２１およびシリンダ２２が接続されている。油圧ポンプ１２はエンジン１１により回転軸が回転され、その吐出油によりコントロールバルブ２１を介してシリンダ２２を駆動する。シリンダ２２は、図１に図示された、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａに対応し、各シリンダのロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａは、ほぼ同一の構成であり、図２では、それらの代表としてシリンダ２２を１個のみ図示する。
【００１３】
エンジン１１により回転軸が回転される交流発電機１３の出力端子には整流装置１４が接続されている。整流装置１４は、ＡＣ−ＤＣコンバータである。整流装置１４の出力側には制御装置３０Ａと３０Ｂが並列に接続されている。制御装置３０Ｂには、旋回用電動モータ８および蓄電装置１６Ｂが接続されている。旋回用電動モータ８は、直流電動モータでも交流電動モータでもよい。また、制御装置３０Ａには、リフティングマグネット１７および蓄電装置１６Ａが接続されている。リフティングマグネット１７は図１に図示されたリフティングマグネット装置９に含まれる。
【００１４】
制御装置３０Ａは、リフティングマグネット１７を励磁し、あるいはリフティングマグネット１７の回生電気エネルギを蓄電装置１６Ａに蓄電する制御を行う。
制御装置３０Ａの詳細なブロック回路図を蓄電装置１６Ａおよびリフティングマグネット１７と共に図３に図示する
以下、図３を参照して、リフティングマグネット１７の励磁および回生時の動作について説明する。
【００１５】
制御装置３０Ａは整流装置１４に接続された入力側に受電制御部３１および受電制御部３１に接続された４個のスイッチ素子３２〜３５からなるブリッジ回路３６を有する。スイッチ素子３２および３４には、リフティングマグネット１７側から蓄電装置１６Ａ側方向にのみ電流を流すダイオードが並設されている。スイッチ素子３３および３５には、蓄電装置１６Ａ側からリフティングマグネット１７側方向にのみ電流を流すダイオードが並設されている。受電制御部３１の正極はスイッチ素子３２および３４に接続され、負極はスイッチ素子３３および３５に接続されている。リフティングマグネット１７の一端は、スイッチ素子３２とスイッチ素子３３とに接続され、他端はスイッチ素子３４とスイッチ素子３５に接続されている。また、蓄電装置１６Ａの正極・負極の端子は、それぞれ、受電制御部３１のいずれかの端子に接続されている。
【００１６】
整流装置１４からリフティングマグネット１７を駆動するための直流電流が供給されると、蓄電装置１６Ａが蓄電される。受電制御部３１は、リフティングマグネット１７への電流・電圧を制御する。また、蓄電装置１６Ａからの逆流を防止する。被吸着物９ａを吸引するために、運転室において、操作部材（図示せず）を操作すると、スイッチ素子３２および３５がオンする。これにより、リフティングマグネット１７が励磁され、被吸着物９ａが吸着される。
【００１７】
旋回体２の旋回操作により、リフティングマグネット装置９を搬送場所に移動して操作部材により被吸着物９ａを釈放するための操作を行うと、スイッチ素子３２および３５がオフする。このとき、リフティングマグネット１７には、逆起電力により電気エネルギが発生し、この電気エネルギがスイッチ素子３４のダイオード―蓄電装置１６Ａ−スイッチ素子３３のダイオードの経路で蓄電装置１６Ａに蓄電され、回生される。すなわち、蓄電装置１６Ａに回生電気エネルギが蓄電される。
【００１８】
同時に、スイッチ素子３３および３４が導通する。これにより、リフティングマグネット１７に励磁の際と逆方向の釈放のための電流が流れる。この際に、上記で蓄電された電気エネルギは消費される。
次に、スイッチ素子３３および３４がオフになると、リフティングマグネット１７に蓄積されていた回生電気エネルギがスイッチ素子３２のダイオード―蓄電装置１６Ａ−スイッチ素子３５のダイオードの経路で蓄電装置１６Ａに蓄電される。すなわち、蓄電装置１６Ａに回生電気エネルギが蓄電される。これとともに、釈放のための電流は停止する。
【００１９】
制御装置３０Ｂは、旋回用電動モータ８の駆動を制御すると共に回生電気エネルギを蓄電装置１６Ｂに蓄電するためのものであり、制御装置３０Ａと同様な回路構成を有する。但し、旋回用電動モータ８が交流電動機である場合には、ＤＣ−ＡＣインバータおよびＡＣ−ＤＣコンバータが制御装置３０Ａに付加された回路構成とする。蓄電装置１６Ｂには、旋回体２が旋回駆動された後、旋回体２の停止指令が出された場合、旋回用電動モータ８が慣性力で旋回することにより、旋回用電動モータ８から出力される発電電力である回生電気エネルギが蓄電される。蓄電装置１６Ａ、１６Ｂとしては、二次電池あるいは電気二重層型コンデンサ等を用いることができる。
【００２０】
図２に図示されたリフティングマグネット作業機１０の動作を説明する。
エンジン１１により油圧ポンプ１２および交流発電機１３を駆動する。油圧ポンプ１２から吐出される作動油により走行用油圧モータ７およびシリンダ２２（ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａおよびチルトシリンダ６ａ）が駆動される。
また、エンジン１１により駆動された交流発電機１３により整流装置１４に交流電流が供給される。ＡＣ−ＤＣコンバータよりなる整流装置１４により、交流電流が直流電流に変換されて制御装置３０Ａおよび３０Ｂに供給される。制御装置３０Ａおよび３０Ｂに供給された電流は、それぞれ、リフティングマグネット１７および旋回用電動モータ８に供給される。
【００２１】
運転室内の操作レバーを操作することにより、走行用油圧モータ７を駆動して走行体１を走行させ、また、旋回用電動モータ８を駆動して旋回体２を旋回する。被吸着物９ａの近傍にリフティングマグネット装置９を位置させ、運転室において、操作部材を操作して、被吸着物９ａの吸着作業を開始する。
【００２２】
リフティングマグネット装置９の吸着動作に際しては、上述した如く、制御装置３０Ａの制御により蓄電装置１６Ａに蓄電された電気エネルギと、整流装置１４から出力される電気エネルギとによってリフティングマグネット１７が励磁され、被吸着物９ａが吸着される。そして、走行用油圧モータ７、旋回用電動モータ８、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａを駆動してリフティングマグネット装置９を所定の場所に移動して、操作部材により被吸着物９ａを釈放する操作を行うと、被吸着物９ａが釈放され、これと共に、蓄電装置１６Ａにリフティングマグネット１７に蓄積された回生電気エネルギが蓄電される。
【００２３】
蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、次にリフティングマグネット１７を励磁する際に使用される。また、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは、次に旋回用電動モータ８を起動する際に使用される。
このように、蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁にのみ使用され、旋回用電動モータ８の駆動への給電には使用されることはない構成とされている。
【００２４】
通常、リフティングマグネット１７は吸着開始時に大きな電力を必要とするが、これに見合う大型給電装置を備えることはコスト高となる。
本発明では、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７に専用に設けた蓄電装置１６Ａに蓄電される。また、蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギはリフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、旋回用電動モータ８の給電には使用されることがない。このため、蓄電装置１６Ａに蓄電された電気エネルギを旋回用電動モータ８へ配分するための複雑な回路構成を必要としない。
【００２５】
（実施形態２）
実施形態１では、エンジン１１により油圧ポンプ１２および交流発電機１３を駆動する構成であるが、実施形態２は、エンジン１１により交流発電機１３のみを駆動する構成である点に特徴を有する。
すなわち、本発明の実施形態２として図４に図示されたリフティングマグネット作業機では、整流装置１４に並列に接続された制御装置３０Ａおよび３０Ｂに、さらに、制御回路３８が接続されている。以下、実施形態１との相違点を主に実施形態２について説明する。
【００２６】
制御回路３８はＤＣ−ＡＣインバータよりなり、制御回路３８には、電動モータ４１が接続されている。電動モータ４１には、油圧ポンプ１２が接続されている。
交流発電機１３により発生された交流電流は、整流装置１４において直流電流に変換され、リフティングマグネット１７に供給される。また、制御装置３０Ｂおよび制御回路３８で再び交流電流に変換されて、それぞれ、旋回用電動モータ８および電動モータ４１を駆動する。
電動モータ４１の回転によって油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２の吐出油がコントロールバルブ２１により制御されて走行用油圧モータ７およびシリンダ２２が駆動される。
【００２７】
蓄電装置１６Ｂには、実施形態１において説明した如く、旋回用駆動モータ８が慣性力で回転される際に生じる回生電気エネルギが蓄電される。蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは次の旋回用駆動モータ８の起動時に使用される。また、この実施形態２の場合には、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギを、電動モータ４１を駆動する際にも使用することが可能である。
【００２８】
しかし、この実施形態２においても、リフティングマグネット１７を励磁することによって蓄電装置１６Ａに回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
他の構成は、実施形態１と同様であり、同一の構成要素に同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００２９】
（実施形態２の変形例）
実施形態２では、エンジン１１および交流発電機１３を作業機内に備えている構成であった。
図５には、エンジン１１および交流発電機１３を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図５に図示されたリフティングマグネット作業機は、交流の電力供給源４２に接続可能な整流装置１４を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
整流装置１４に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態２と同様である。
【００３０】
（実施形態３〕
実施形態３に記載されたリフティングマグネット作業機は、シリンダを駆動する際に生じる回生電気エネルギを回生するようにしたものである。
すなわち、図６に図示された実施形態３は、実施形態２に対して、制御装置３０Ｃによりシリンダ２２の回生電気エネルギを蓄電装置１６Ｂに蓄電することが可能である点に特徴を有する。以下、実施形態２との相違点を主に実施形態３について説明する。
制御装置３０Ｃは、制御装置３０Ｂと同様な回路構成であり、図３に図示される制御装置３０ＡにＤＣ−ＡＣインバータおよびＡＣ−ＤＣコンバータが付加されている。
【００３１】
また、油圧ポンプ１２には、コントロールバルブを介することなく、直接、シリンダ２２が接続されている点で実施形態２とは相違する。
シリンダ駆動用電動モータ４１’により回転される油圧ポンプ１２は、直接、シリンダ２２のロッド室およびボトム室に作動油を供給し、あるいは作動油をロッド室およびボトム室からタンクに排出させる。
【００３２】
シリンダ２２は、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａに対応し、シリンダのロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。
交流発電機１３により発生された交流電流は、整流装置１４において直流電流に変換され、リフティングマグネット１７に供給される。また、制御装置３０Ｂおよび３０Ｃで交流電流に変換されて、それぞれ、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’に供給され、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’が駆動される。
【００３３】
シリンダ駆動用電動モータ４１’の回転軸の回転に伴って油圧ポンプ１２が回転され、油圧ポンプ１２からの吐出油によりシリンダ２２を作動する。シリンダ２２のロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を降下させる動作の際、油圧ポンプ１２が逆転し、これによりシリンダ駆動用電動モータ４１’が発電して回生電気エネルギが発生する。この回生電気エネルギが蓄電装置１６Ｂに蓄電される。
【００３４】
また、実施形態２で説明した如く、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電により生じる回生電気エネルギも蓄電される。
つまり、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電により発生する回生電気エネルギとシリンダ駆動用電動モータ４１’の発電により発生する回生電気エネルギが蓄電される。そして、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギを、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’の起動時に任意に使用することが可能となる。
【００３５】
しかし、この実施形態３においても、リフティングマグネット１７を釈放することによって蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
他の構成は、実施形態２と同様であり、同一の構成要素に同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
なお、上記実施形態３では、制御装置３０Ｃにシリンダ駆動用電動モータ４１’を介して接続された油圧ポンプ１２に、コントロールバルブを介すことなく、直接、シリンダ２２を接続した場合で説明した。しかしながら、油圧ポンプ１２にコントロールバルブを接続し、このコントロールバルブにシリンダ２２を接続するようにすることも可能である。
また、シリンダ駆動用電動モータ４１’の回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置を、旋回用電動モータ８の回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置１６Ｂとは別体として設ける構成としてもよい。
【００３７】
（実施形態３の変形例）
実施形態３では、エンジンおよび発電機を作業機内に備えている構成であった。
図７には、エンジンおよび発電機を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図７に図示されたリフティングマグネット作業機は、交流の電力供給源４２に接続可能な整流装置１４を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
整流装置１４に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態３と同様である。
【００３８】
（実施形態４）
実施形態１〜３では、整流装置１４でＡＣ−ＤＣ変換を行い、制御装置３０Ａ〜３０Ｃに直流電力を供給する構成であった。しかしながら、各制御装置に交流電力を配電する構成とすることも可能である。実施形態４として図８に図示された本発明のリフティングマグネット作業機は、このような構成を有する。以下、実施形態１〜３に対する相違点を主に実施形態４について説明する。
【００３９】
図８において、交流発電機１３は、制御装置５０Ａおよび５０Ｂに配電する配電装置４５が接続されている。
制御装置５０Ａの詳細なブロック回路図を、蓄電装置１６Ａおよびリフティングマグネット１７と共に図９に図示する。制御装置５０Ａは、図３にて説明した制御装置３０Ａの受電制御部３１の前段に、ＡＣ−ＤＣコンバータ５１を配置した構成を有する。配電装置４５から供給された交流電流をＡＣ−ＤＣコンバータ５１で直流電流に変換する。
【００４０】
実施形態４においては、交流発電機１３で発生された交流電流は配電装置４５により電圧変換されて旋回用電動モータ８に供給される。制御装置５０Ｂは、制御装置５０Ａと同様な回路構成を有する。但し、旋回用電動モータが交流電動モータである場合には、配電装置４５から配電された交流電力により駆動される。また、配電装置４５に接続された制御装置５０ＡのＡＣ−ＤＣコンバータ５１で直流電流に変換されてリフティングマグネット１７に供給される。
【００４１】
蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、次にリフティングマグネット１７を励磁する際に使用され、他の装置の駆動には使用されることはない構成とされている。
また、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは、次に旋回用電動モータ８を駆動する際に使用される。
その他の構成は、実施形態１と同様であり、同一構成要素に同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００４２】
このように、実施形態４に示されたリフティングマグネット作業機においても、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、実施形態１と同様に、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
【００４３】
（実施形態５）
図１０に図示された実施形態５は、図８に図示された実施形態４に対して、エンジン１１により交流発電機１３のみを駆動するようにしたものである。
すなわち、実施形態５においては、交流発電機１３に接続された配電装置４５に制御装置５０Ａ、５０Ｂおよび制御回路４６が並列に接続されている。制御回路４６には電動モータ４１が接続されている。電動モータ４１により、油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２からの吐出油がコントロールバルブ２１により制御されて走行用油圧モータ７およびシリンダ２２が駆動される。
【００４４】
実施形態５では、交流発電機１３により発生された交流電流は配電装置４５を介して旋回用電動モータ８および電動モータ４１を駆動する。また、図８に図示された実施形態４の場合と同様、制御装置５０ＡのＡＣ−ＤＣコンバータ５１で直流電流に変換されてリフティングマグネット１７を励磁する。旋回用電動モータ８の発電動作で蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは、旋回用電動モータ８または電動モータ４１の駆動に使用される。リフティングマグネット１７の釈放により蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、次のリフティングマグネット１７の励磁の際に使用される。その他の構成および動作は実施形態４の場合と同様である。
【００４５】
実施形態５に示されたリフティングマグネット作業機においても、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、実施形態１と同様に、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
【００４６】
（実施形態５の変形例）
図１１は、図１０に示された実施形態５に対し、エンジン１１および交流発電機１３を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図１１に図示されたリフティングマグネット作業機では、交流の電力供給源４２に接続可能な配電装置４５を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
配電装置４５に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態５と同様である。
【００４７】
（実施形態６）
図１２は、本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態６を示すブロック図である。
実施形態６は、図１０に示された実施形態５のリフティングマグネット作業機に対し、シリンダ２２の降下動作によるシリンダ駆動用電動モータ４１’の発電動作によって回生された回生電気エネルギを蓄電装置１６Ｂに蓄電することが可能である点に特徴を有する。
【００４８】
すなわち、実施形態６においては、配電装置４５に制御装置５０Ａ、５０Ｂおよび５０Ｃが接続されている。制御装置５０Ｃは制御装置５０Ｂと同様な回路構成を有しており、シリンダ駆動用電動モータ４１’の駆動を制御すると共にシリンダ２２の降下動作における回生電気エネルギの蓄電を制御する。この場合、図６に図示された実施形態３と同様に、油圧ポンプ１２には、コントロールバルブを介すことなく、直接、シリンダ２２が接続されている。つまり、シリンダ駆動用電動モータ４１’により駆動される油圧ポンプ１２は、直接、シリンダ２２のロッド室およびボトム室に作動油を供給し、あるいは作動油をロッド室およびボトム室からタンクに排出させる。
【００４９】
実施形態６では、交流発電機１３から発生する交流電流は、配電装置４５を介して旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’に供給され、各電動モータが駆動される。
シリンダ駆動用電動モータ４１’の回転によって油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２からの吐出油によってシリンダ２２が駆動される。シリンダ２２のロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を降下させる動作によりシリンダ２２からの作動油が油圧ポンプ１２に流入し、油圧ポンプ１２が逆転してシリンダ駆動用電動モータ４１’が発電動作を行なう。これにより得られた回生電気エネルギが蓄電装置１６Ｂに蓄電される。また、図８に図示された実施形態４で説明した如く、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電動作によって生じる回生電気エネルギが蓄電される。
【００５０】
つまり、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電動作で発生する回生電気エネルギとシリンダ駆動用電動モータ４１’の発電動作で発生する回生電気エネルギが蓄電される。そして、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギを、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’の起動時に任意に使用することが可能である。
その他の構成および動作は実施形態５の場合と同様である。
【００５１】
実施形態６に示されたリフティングマグネット作業機においても、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、実施形態１と同様に、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
【００５２】
なお、上記実施形態６では、制御装置５０Ｃにシリンダ駆動用電動モータ４１’を介して接続された油圧ポンプ１２に、コントロールバルブを介すことなく、直接、シリンダ２２を接続した場合で説明した。しかしながら、油圧ポンプ１２にコントロールバルブを接続し、このコントロールバルブにシリンダ２２を接続するようにすることも可能である。
また、シリンダ駆動用電動モータ４１’の発電動作で得られた回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置を、旋回用電動モータ８の回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置１６Ｂとは別体として設ける構成としてもよい。
【００５３】
（実施形態６の変形例）
図１３は、図１２に示された実施形態６に対し、エンジン１１および交流発電機１３を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図１３に図示されたリフティングマグネット作業機では、交流の電力供給源４２に接続可能な配電装置４５を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
配電装置４５に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態６と同様である。
【００５４】
以上のように、この発明のリフティングマグネット作業機では、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７に専用に設けた蓄電装置１６Ａに蓄電される。また、蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギはリフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。従って、したがって、リフティングマグネット装置９の吸着作業をなんら支障なく効率的に行うことができる、という効果を奏する。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、リフティングマグネット１７に回生電気エネルギを供給する蓄電装置１６Ａには、リフティングマグネット１７のみの回生電気エネルギを蓄電する場合で説明した。しかし、蓄電装置１６Ａには、旋回用電動モータ８または電動モータ４１等のいずれかあるいは複数の回生電気エネルギを蓄電が可能とするようにしてもよい。
【００５６】
要は、走行体と、走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体を旋回駆動する旋回用電動モータと、旋回用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを蓄電する旋回用蓄電装置と、リフティングマグネットと、リフティングマグネットからの回生電気エネルギの蓄電が可能であり、蓄電した回生電気エネルギをリフティングマグネットのみに供給する駆動源として、旋回用蓄電装置とは別に設けられたリフティングマグネット用蓄電装置と、旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部とを具備するものであればよい。
以上、実施形態に従って本発明を説明したが、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１ 走行体
８ 旋回用電動モータ
１０ リフティングマグネット作業機
１３ 交流発電機
１６Ａ 旋回用蓄電装置
１６Ｂ リフティングマグネット用蓄電装置
１７ リフティングマグネット
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明はリフティングマグネット作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフティングマグネット作業機では、回生電気エネルギを利用して動力源の効率を高める方法が採用されている。この方法は、リフティングマグネットに通電（吸引）した後、釈放する際にリフティングマグネットに蓄積された電気エネルギを蓄電装置に蓄電するものである。
【０００３】
蓄電装置に蓄電される蓄電電荷を大きくするために、走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体駆動用の旋回用電動モータの回生電気エネルギとリフティングマグネットの回生電気エネルギを蓄電装置に蓄電する方法が知られている。この方法では、蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギをリフティングマグネットおよび旋回用電動モータの駆動に用いている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００６／０８０１００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された発明では、蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギをリフティングマグネットと旋回用電動モータとの異なる２つの駆動装置に供給している。このため、一方の駆動装置に供給した後には、他方の駆動装置への供給量が不足する状況が発生する。特に、リフティングマグネット作業機では、被吸着物を吸着して搬送（旋回）する複合作業を頻繁に行うため、蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギを上手く配分しないとリフティングマグネット作業機の作業に支障をきたすこととなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のリフティングマグネット作業機は、走行体と、走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体を旋回駆動する旋回用電動モータと、旋回用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを蓄電する旋回用蓄電装置と、リフティングマグネットと、リフティングマグネットからの回生電気エネルギの蓄電が可能であり、蓄電した回生電気エネルギをリフティングマグネットのみに供給する駆動源として、旋回用蓄電装置とは別に設けられたリフティングマグネット用蓄電装置と、旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リフティングマグネット用蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギはリフティングマグネットの励磁用としてのみ供給される。したがって、リフティングマグネットを用いた吸着作業と旋回作業の複合作業時にも支障が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のリフティングマグネット作業機の側面図。
【図２】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態１を示すブロック図。
【図３】図２の制御装置の詳細を示すブロック回路図。
【図４】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態２を示すブロック図。
【図５】図４の変形例を示すブロック図。
【図６】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態３を示すブロック図。
【図７】図６の変形例を示すブロック図。
【図８】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態４を示すブロック図。
【図９】図８の制御装置の詳細を示すブロック回路図。
【図１０】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態５を示すブロック図。
【図１１】図１０の変形例を示すブロック図。
【図１２】本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態６を示すブロック図。
【図１３】図１２の変形例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態１）
以下、この発明のリフティングマグネット作業機の実施形態１について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明のリフティングマグネット作業機１０の側面図である。このリフティングマグネット作業機１０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上に旋回可能に設けられた旋回体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。
【００１０】
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装置９とを有する。ブーム４は、ブームシリンダ４ａの伸縮により上下方向に回動し、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。
【００１１】
リフティングマグネット装置９は、リンク機構（リンク６ｂ，６ｃ）を介してチルトシリンダ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装置９に鉄やスクラップ等の被吸着物９ａを吸着した吸着作業状態を示している。
走行体１は、走行用油圧モータ７により駆動され、前後方向に走行する。また、左右の走行モータが異なる回転数で駆動されると、ステアリングやピボットターンを行うことができる。旋回体２は、旋回用電動モータ（作業用電動モータ）８により駆動されて、走行体１上において旋回する。
【００１２】
図２は、図１のリフティングマグネット作業機１０のブロック図である。
エンジン１１の駆動軸には、油圧ポンプ１２と１個の交流発電機１３が取り付けられている。油圧ポンプ１２にはコントロールバルブ２１およびシリンダ２２が接続されている。油圧ポンプ１２はエンジン１１により回転軸が回転され、その吐出油によりコントロールバルブ２１を介してシリンダ２２を駆動する。シリンダ２２は、図１に図示された、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａに対応し、各シリンダのロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａは、ほぼ同一の構成であり、図２では、それらの代表としてシリンダ２２を１個のみ図示する。
【００１３】
エンジン１１により回転軸が回転される交流発電機１３の出力端子には整流装置１４が接続されている。整流装置１４は、ＡＣ−ＤＣコンバータである。整流装置１４の出力側には制御装置３０Ａと３０Ｂが並列に接続されている。制御装置３０Ｂには、旋回用電動モータ８および蓄電装置１６Ｂが接続されている。旋回用電動モータ８は、直流電動モータでも交流電動モータでもよい。また、制御装置３０Ａには、リフティングマグネット１７および蓄電装置１６Ａが接続されている。リフティングマグネット１７は図１に図示されたリフティングマグネット装置９に含まれる。
【００１４】
制御装置３０Ａは、リフティングマグネット１７を励磁し、あるいはリフティングマグネット１７の回生電気エネルギを蓄電装置１６Ａに蓄電する制御を行う。
制御装置３０Ａの詳細なブロック回路図を蓄電装置１６Ａおよびリフティングマグネット１７と共に図３に図示する
以下、図３を参照して、リフティングマグネット１７の励磁および回生時の動作について説明する。
【００１５】
制御装置３０Ａは整流装置１４に接続された入力側に受電制御部３１および受電制御部３１に接続された４個のスイッチ素子３２〜３５からなるブリッジ回路３６を有する。スイッチ素子３２および３４には、リフティングマグネット１７側から蓄電装置１６Ａ側方向にのみ電流を流すダイオードが並設されている。スイッチ素子３３および３５には、蓄電装置１６Ａ側からリフティングマグネット１７側方向にのみ電流を流すダイオードが並設されている。受電制御部３１の正極はスイッチ素子３２および３４に接続され、負極はスイッチ素子３３および３５に接続されている。リフティングマグネット１７の一端は、スイッチ素子３２とスイッチ素子３３とに接続され、他端はスイッチ素子３４とスイッチ素子３５に接続されている。また、蓄電装置１６Ａの正極・負極の端子は、それぞれ、受電制御部３１のいずれかの端子に接続されている。
【００１６】
整流装置１４からリフティングマグネット１７を駆動するための直流電流が供給されると、蓄電装置１６Ａが蓄電される。受電制御部３１は、リフティングマグネット１７への電流・電圧を制御する。また、蓄電装置１６Ａからの逆流を防止する。被吸着物９ａを吸引するために、運転室において、操作部材（図示せず）を操作すると、スイッチ素子３２および３５がオンする。これにより、リフティングマグネット１７が励磁され、被吸着物９ａが吸着される。
【００１７】
旋回体２の旋回操作により、リフティングマグネット装置９を搬送場所に移動して操作部材により被吸着物９ａを釈放するための操作を行うと、スイッチ素子３２および３５がオフする。このとき、リフティングマグネット１７には、逆起電力により電気エネルギが発生し、この電気エネルギがスイッチ素子３４のダイオード―蓄電装置１６Ａ−スイッチ素子３３のダイオードの経路で蓄電装置１６Ａに蓄電され、回生される。すなわち、蓄電装置１６Ａに回生電気エネルギが蓄電される。
【００１８】
同時に、スイッチ素子３３および３４が導通する。これにより、リフティングマグネット１７に励磁の際と逆方向の釈放のための電流が流れる。この際に、上記で蓄電された電気エネルギは消費される。
次に、スイッチ素子３３および３４がオフになると、リフティングマグネット１７に蓄積されていた回生電気エネルギがスイッチ素子３２のダイオード―蓄電装置１６Ａ−スイッチ素子３５のダイオードの経路で蓄電装置１６Ａに蓄電される。すなわち、蓄電装置１６Ａに回生電気エネルギが蓄電される。これとともに、釈放のための電流は停止する。
【００１９】
制御装置３０Ｂは、旋回用電動モータ８の駆動を制御すると共に回生電気エネルギを蓄電装置１６Ｂに蓄電するためのものであり、制御装置３０Ａと同様な回路構成を有する。但し、旋回用電動モータ８が交流電動機である場合には、ＤＣ−ＡＣインバータおよびＡＣ−ＤＣコンバータが制御装置３０Ａに付加された回路構成とする。蓄電装置１６Ｂには、旋回体２が旋回駆動された後、旋回体２の停止指令が出された場合、旋回用電動モータ８が慣性力で旋回することにより、旋回用電動モータ８から出力される発電電力である回生電気エネルギが蓄電される。蓄電装置１６Ａ、１６Ｂとしては、二次電池あるいは電気二重層型コンデンサ等を用いることができる。
【００２０】
図２に図示されたリフティングマグネット作業機１０の動作を説明する。
エンジン１１により油圧ポンプ１２および交流発電機１３を駆動する。油圧ポンプ１２から吐出される作動油により走行用油圧モータ７およびシリンダ２２（ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａおよびチルトシリンダ６ａ）が駆動される。
また、エンジン１１により駆動された交流発電機１３により整流装置１４に交流電流が供給される。ＡＣ−ＤＣコンバータよりなる整流装置１４により、交流電流が直流電流に変換されて制御装置３０Ａおよび３０Ｂに供給される。制御装置３０Ａおよび３０Ｂに供給された電流は、それぞれ、リフティングマグネット１７および旋回用電動モータ８に供給される。
【００２１】
運転室内の操作レバーを操作することにより、走行用油圧モータ７を駆動して走行体１を走行させ、また、旋回用電動モータ８を駆動して旋回体２を旋回する。被吸着物９ａの近傍にリフティングマグネット装置９を位置させ、運転室において、操作部材を操作して、被吸着物９ａの吸着作業を開始する。
【００２２】
リフティングマグネット装置９の吸着動作に際しては、上述した如く、制御装置３０Ａの制御により蓄電装置１６Ａに蓄電された電気エネルギと、整流装置１４から出力される電気エネルギとによってリフティングマグネット１７が励磁され、被吸着物９ａが吸着される。そして、走行用油圧モータ７、旋回用電動モータ８、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａを駆動してリフティングマグネット装置９を所定の場所に移動して、操作部材により被吸着物９ａを釈放する操作を行うと、被吸着物９ａが釈放され、これと共に、蓄電装置１６Ａにリフティングマグネット１７に蓄積された回生電気エネルギが蓄電される。
【００２３】
蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、次にリフティングマグネット１７を励磁する際に使用される。また、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは、次に旋回用電動モータ８を起動する際に使用される。
このように、蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁にのみ使用され、旋回用電動モータ８の駆動への給電には使用されることはない構成とされている。
【００２４】
通常、リフティングマグネット１７は吸着開始時に大きな電力を必要とするが、これに見合う大型給電装置を備えることはコスト高となる。
本発明では、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７に専用に設けた蓄電装置１６Ａに蓄電される。また、蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギはリフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、旋回用電動モータ８の給電には使用されることがない。このため、蓄電装置１６Ａに蓄電された電気エネルギを旋回用電動モータ８へ配分するための複雑な回路構成を必要としない。
【００２５】
（実施形態２）
実施形態１では、エンジン１１により油圧ポンプ１２および交流発電機１３を駆動する構成であるが、実施形態２は、エンジン１１により交流発電機１３のみを駆動する構成である点に特徴を有する。
すなわち、本発明の実施形態２として図４に図示されたリフティングマグネット作業機では、整流装置１４に並列に接続された制御装置３０Ａおよび３０Ｂに、さらに、制御回路３８が接続されている。以下、実施形態１との相違点を主に実施形態２について説明する。
【００２６】
制御回路３８はＤＣ−ＡＣインバータよりなり、制御回路３８には、電動モータ４１が接続されている。電動モータ４１には、油圧ポンプ１２が接続されている。
交流発電機１３により発生された交流電流は、整流装置１４において直流電流に変換され、リフティングマグネット１７に供給される。また、制御装置３０Ｂおよび制御回路３８で再び交流電流に変換されて、それぞれ、旋回用電動モータ８および電動モータ４１を駆動する。
電動モータ４１の回転によって油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２の吐出油がコントロールバルブ２１により制御されて走行用油圧モータ７およびシリンダ２２が駆動される。
【００２７】
蓄電装置１６Ｂには、実施形態１において説明した如く、旋回用駆動モータ８が慣性力で回転される際に生じる回生電気エネルギが蓄電される。蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは次の旋回用駆動モータ８の起動時に使用される。また、この実施形態２の場合には、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギを、電動モータ４１を駆動する際にも使用することが可能である。
【００２８】
しかし、この実施形態２においても、リフティングマグネット１７を励磁することによって蓄電装置１６Ａに回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
他の構成は、実施形態１と同様であり、同一の構成要素に同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００２９】
（実施形態２の変形例）
実施形態２では、エンジン１１および交流発電機１３を作業機内に備えている構成であった。
図５には、エンジン１１および交流発電機１３を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図５に図示されたリフティングマグネット作業機は、交流の電力供給源４２に接続可能な整流装置１４を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
整流装置１４に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態２と同様である。
【００３０】
（実施形態３〕
実施形態３に記載されたリフティングマグネット作業機は、シリンダを駆動する際に生じる回生電気エネルギを回生するようにしたものである。
すなわち、図６に図示された実施形態３は、実施形態２に対して、制御装置３０Ｃによりシリンダ２２の回生電気エネルギを蓄電装置１６Ｂに蓄電することが可能である点に特徴を有する。以下、実施形態２との相違点を主に実施形態３について説明する。
制御装置３０Ｃは、制御装置３０Ｂと同様な回路構成であり、図３に図示される制御装置３０ＡにＤＣ−ＡＣインバータおよびＡＣ−ＤＣコンバータが付加されている。
【００３１】
また、油圧ポンプ１２には、コントロールバルブを介することなく、直接、シリンダ２２が接続されている点で実施形態２とは相違する。
シリンダ駆動用電動モータ４１’により回転される油圧ポンプ１２は、直接、シリンダ２２のロッド室およびボトム室に作動油を供給し、あるいは作動油をロッド室およびボトム室からタンクに排出させる。
【００３２】
シリンダ２２は、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、チルトシリンダ６ａに対応し、シリンダのロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。
交流発電機１３により発生された交流電流は、整流装置１４において直流電流に変換され、リフティングマグネット１７に供給される。また、制御装置３０Ｂおよび３０Ｃで交流電流に変換されて、それぞれ、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’に供給され、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’が駆動される。
【００３３】
シリンダ駆動用電動モータ４１’の回転軸の回転に伴って油圧ポンプ１２が回転され、油圧ポンプ１２からの吐出油によりシリンダ２２を作動する。シリンダ２２のロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を降下させる動作の際、油圧ポンプ１２が逆転し、これによりシリンダ駆動用電動モータ４１’が発電して回生電気エネルギが発生する。この回生電気エネルギが蓄電装置１６Ｂに蓄電される。
【００３４】
また、実施形態２で説明した如く、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電により生じる回生電気エネルギも蓄電される。
つまり、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電により発生する回生電気エネルギとシリンダ駆動用電動モータ４１’の発電により発生する回生電気エネルギが蓄電される。そして、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギを、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’の起動時に任意に使用することが可能となる。
【００３５】
しかし、この実施形態３においても、リフティングマグネット１７を釈放することによって蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
他の構成は、実施形態２と同様であり、同一の構成要素に同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
なお、上記実施形態３では、制御装置３０Ｃにシリンダ駆動用電動モータ４１’を介して接続された油圧ポンプ１２に、コントロールバルブを介すことなく、直接、シリンダ２２を接続した場合で説明した。しかしながら、油圧ポンプ１２にコントロールバルブを接続し、このコントロールバルブにシリンダ２２を接続するようにすることも可能である。
また、シリンダ駆動用電動モータ４１’の回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置を、旋回用電動モータ８の回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置１６Ｂとは別体として設ける構成としてもよい。
【００３７】
（実施形態３の変形例）
実施形態３では、エンジンおよび発電機を作業機内に備えている構成であった。
図７には、エンジンおよび発電機を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図７に図示されたリフティングマグネット作業機は、交流の電力供給源４２に接続可能な整流装置１４を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
整流装置１４に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態３と同様である。
【００３８】
（実施形態４）
実施形態１〜３では、整流装置１４でＡＣ−ＤＣ変換を行い、制御装置３０Ａ〜３０Ｃに直流電力を供給する構成であった。しかしながら、各制御装置に交流電力を配電する構成とすることも可能である。実施形態４として図８に図示された本発明のリフティングマグネット作業機は、このような構成を有する。以下、実施形態１〜３に対する相違点を主に実施形態４について説明する。
【００３９】
図８において、交流発電機１３は、制御装置５０Ａおよび５０Ｂに配電する配電装置４５が接続されている。
制御装置５０Ａの詳細なブロック回路図を、蓄電装置１６Ａおよびリフティングマグネット１７と共に図９に図示する。制御装置５０Ａは、図３にて説明した制御装置３０Ａの受電制御部３１の前段に、ＡＣ−ＤＣコンバータ５１を配置した構成を有する。配電装置４５から供給された交流電流をＡＣ−ＤＣコンバータ５１で直流電流に変換する。
【００４０】
実施形態４においては、交流発電機１３で発生された交流電流は配電装置４５により電圧変換されて旋回用電動モータ８に供給される。制御装置５０Ｂは、制御装置５０Ａと同様な回路構成を有する。但し、旋回用電動モータが交流電動モータである場合には、配電装置４５から配電された交流電力により駆動される。また、配電装置４５に接続された制御装置５０ＡのＡＣ−ＤＣコンバータ５１で直流電流に変換されてリフティングマグネット１７に供給される。
【００４１】
蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、次にリフティングマグネット１７を励磁する際に使用され、他の装置の駆動には使用されることはない構成とされている。
また、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは、次に旋回用電動モータ８を駆動する際に使用される。
その他の構成は、実施形態１と同様であり、同一構成要素に同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００４２】
このように、実施形態４に示されたリフティングマグネット作業機においても、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、実施形態１と同様に、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
【００４３】
（実施形態５）
図１０に図示された実施形態５は、図８に図示された実施形態４に対して、エンジン１１により交流発電機１３のみを駆動するようにしたものである。
すなわち、実施形態５においては、交流発電機１３に接続された配電装置４５に制御装置５０Ａ、５０Ｂおよび制御回路４６が並列に接続されている。制御回路４６には電動モータ４１が接続されている。電動モータ４１により、油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２からの吐出油がコントロールバルブ２１により制御されて走行用油圧モータ７およびシリンダ２２が駆動される。
【００４４】
実施形態５では、交流発電機１３により発生された交流電流は配電装置４５を介して旋回用電動モータ８および電動モータ４１を駆動する。また、図８に図示された実施形態４の場合と同様、制御装置５０ＡのＡＣ−ＤＣコンバータ５１で直流電流に変換されてリフティングマグネット１７を励磁する。旋回用電動モータ８の発電動作で蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギは、旋回用電動モータ８または電動モータ４１の駆動に使用される。リフティングマグネット１７の釈放により蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギは、次のリフティングマグネット１７の励磁の際に使用される。その他の構成および動作は実施形態４の場合と同様である。
【００４５】
実施形態５に示されたリフティングマグネット作業機においても、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、実施形態１と同様に、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
【００４６】
（実施形態５の変形例）
図１１は、図１０に示された実施形態５に対し、エンジン１１および交流発電機１３を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図１１に図示されたリフティングマグネット作業機では、交流の電力供給源４２に接続可能な配電装置４５を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
配電装置４５に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態５と同様である。
【００４７】
（実施形態６）
図１２は、本発明のリフティングマグネット作業機の実施形態６を示すブロック図である。
実施形態６は、図１０に示された実施形態５のリフティングマグネット作業機に対し、シリンダ２２の降下動作によるシリンダ駆動用電動モータ４１’の発電動作によって回生された回生電気エネルギを蓄電装置１６Ｂに蓄電することが可能である点に特徴を有する。
【００４８】
すなわち、実施形態６においては、配電装置４５に制御装置５０Ａ、５０Ｂおよび５０Ｃが接続されている。制御装置５０Ｃは制御装置５０Ｂと同様な回路構成を有しており、シリンダ駆動用電動モータ４１’の駆動を制御すると共にシリンダ２２の降下動作における回生電気エネルギの蓄電を制御する。この場合、図６に図示された実施形態３と同様に、油圧ポンプ１２には、コントロールバルブを介すことなく、直接、シリンダ２２が接続されている。つまり、シリンダ駆動用電動モータ４１’により駆動される油圧ポンプ１２は、直接、シリンダ２２のロッド室およびボトム室に作動油を供給し、あるいは作動油をロッド室およびボトム室からタンクに排出させる。
【００４９】
実施形態６では、交流発電機１３から発生する交流電流は、配電装置４５を介して旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’に供給され、各電動モータが駆動される。
シリンダ駆動用電動モータ４１’の回転によって油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２からの吐出油によってシリンダ２２が駆動される。シリンダ２２のロッドが移動することにより、ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を回動あるいは傾動する。ブーム４、アーム５、リフティングマグネット９を降下させる動作によりシリンダ２２からの作動油が油圧ポンプ１２に流入し、油圧ポンプ１２が逆転してシリンダ駆動用電動モータ４１’が発電動作を行なう。これにより得られた回生電気エネルギが蓄電装置１６Ｂに蓄電される。また、図８に図示された実施形態４で説明した如く、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電動作によって生じる回生電気エネルギが蓄電される。
【００５０】
つまり、蓄電装置１６Ｂには、旋回用電動モータ８の発電動作で発生する回生電気エネルギとシリンダ駆動用電動モータ４１’の発電動作で発生する回生電気エネルギが蓄電される。そして、蓄電装置１６Ｂに蓄電された回生電気エネルギを、旋回用電動モータ８およびシリンダ駆動用電動モータ４１’の起動時に任意に使用することが可能である。
その他の構成および動作は実施形態５の場合と同様である。
【００５１】
実施形態６に示されたリフティングマグネット作業機においても、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。したがって、実施形態１と同様に、リフティングマグネット装置９の吸着作業において支障を生じることはない。
【００５２】
なお、上記実施形態６では、制御装置５０Ｃにシリンダ駆動用電動モータ４１’を介して接続された油圧ポンプ１２に、コントロールバルブを介すことなく、直接、シリンダ２２を接続した場合で説明した。しかしながら、油圧ポンプ１２にコントロールバルブを接続し、このコントロールバルブにシリンダ２２を接続するようにすることも可能である。
また、シリンダ駆動用電動モータ４１’の発電動作で得られた回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置を、旋回用電動モータ８の回生電気エネルギを蓄電する蓄電装置１６Ｂとは別体として設ける構成としてもよい。
【００５３】
（実施形態６の変形例）
図１３は、図１２に示された実施形態６に対し、エンジン１１および交流発電機１３を備えていないリフティングマグネット作業機を示す。
すなわち、図１３に図示されたリフティングマグネット作業機では、交流の電力供給源４２に接続可能な配電装置４５を備えている。交流の電流供給源４２は、工場内に設置された発電機あるいは単なる商用電源である。
配電装置４５に接続された制御装置を含む他の構成要素は実施形態６と同様である。
【００５４】
以上のように、この発明のリフティングマグネット作業機では、リフティングマグネット１７から回生した回生電気エネルギは、リフティングマグネット１７に専用に設けた蓄電装置１６Ａに蓄電される。また、蓄電装置１６Ａに蓄電された回生電気エネルギはリフティングマグネット１７の励磁のみに使用され、他の装置への給電には使用されることがない。従って、したがって、リフティングマグネット装置９の吸着作業をなんら支障なく効率的に行うことができる、という効果を奏する。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、リフティングマグネット１７に回生電気エネルギを供給する蓄電装置１６Ａには、リフティングマグネット１７のみの回生電気エネルギを蓄電する場合で説明した。しかし、蓄電装置１６Ａには、旋回用電動モータ８または電動モータ４１等のいずれかあるいは複数の回生電気エネルギを蓄電が可能とするようにしてもよい。
【００５６】
要は、走行体と、走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体を旋回駆動する旋回用電動モータと、旋回用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを蓄電する旋回用蓄電装置と、リフティングマグネットと、リフティングマグネットからの回生電気エネルギの蓄電が可能であり、蓄電した回生電気エネルギをリフティングマグネットのみに供給する駆動源として、旋回用蓄電装置とは別に設けられたリフティングマグネット用蓄電装置と、旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部とを具備するものであればよい。
以上、実施形態に従って本発明を説明したが、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１ 走行体
８ 旋回用電動モータ
１０ リフティングマグネット作業機
１３ 交流発電機
１６Ａ 旋回用蓄電装置
１６Ｂ リフティングマグネット用蓄電装置
１７ リフティングマグネット
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体と、
前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体を旋回駆動する旋回用電動モータと、
前記旋回用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを蓄電する旋回用蓄電装置と、
リフティングマグネットと、
前記リフティングマグネットからの回生電気エネルギを蓄電することが可能であり、蓄電した回生電気エネルギを前記リフティングマグネットのみに供給する駆動源として、前記旋回用蓄電装置とは別に設けられたリフティングマグネット用蓄電装置と、
前記旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部と、
を具備することを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【請求項２】
請求項１に記載のリフティングマグネット作業機において、前記旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部として、１個の発電機のみを用いることを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリフティングマグネット作業機において、さらに、シリンダ、前記シリンダを駆動するための油圧ポンプ、前記油圧ポンプを駆動するためのシリンダ駆動用電動モータを有し、前記旋回用蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギを前記シリンダ駆動用電動モータに供給するように構成したことを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【請求項４】
請求項３に記載のリフティングマグネット作業機において、前記シリンダ駆動用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを前記旋回用蓄電装置、前記リフティングマグネット用蓄電装置およびそれ以外の蓄電装置の中、少なくともいずれかに蓄電することを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【請求項１】
走行体と、
前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体を旋回駆動する旋回用電動モータと、
前記旋回用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを蓄電する旋回用蓄電装置と、
リフティングマグネットと、
前記リフティングマグネットからの回生電気エネルギを蓄電することが可能であり、蓄電した回生電気エネルギを前記リフティングマグネットのみに供給する駆動源として、前記旋回用蓄電装置とは別に設けられたリフティングマグネット用蓄電装置と、
前記旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部と、
を具備することを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【請求項２】
請求項１に記載のリフティングマグネット作業機において、前記旋回用電動モータおよび前記リフティングマグネットに駆動電力を供給する電力供給部として、１個の発電機のみを用いることを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリフティングマグネット作業機において、さらに、シリンダ、前記シリンダを駆動するための油圧ポンプ、前記油圧ポンプを駆動するためのシリンダ駆動用電動モータを有し、前記旋回用蓄電装置に蓄電された回生電気エネルギを前記シリンダ駆動用電動モータに供給するように構成したことを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【請求項４】
請求項３に記載のリフティングマグネット作業機において、前記シリンダ駆動用電動モータの回生発電による回生電気エネルギを前記旋回用蓄電装置、前記リフティングマグネット用蓄電装置およびそれ以外の蓄電装置の中、少なくともいずれかに蓄電することを特徴とするリフティングマグネット作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２３６０１３（Ｐ２０１１−２３６０１３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９３０２（Ｐ２０１０−１０９３０２）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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