JP2007119179A - Driving system of lifting magnet machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stable attractive action by a lifting magnet. <P>SOLUTION: This driving system of a lifting magnet machine comprises a hydraulic motor 13 driven by a pressure oil from a hydraulic pressure source 12, a generator 14 driven by the hydraulic motor 13 for electric power generation, the lifting magnet 10 converting the electric power to a magnetic force, a battery 16 charged with the electric power generated by the generator 14, and a controller 15 feeding the electric power generated by the generator 14 and the electric power charged to the battery 16 to the lifting magnet 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。   The present invention relates to a driving system for a lifting magnet machine having a hydraulically driven generator.

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 Conventionally, a lifting magnet machine that drives a generator by driving a hydraulic motor, supplies the power generated by the generator to a lifting magnet to generate electromagnetic force, and adsorbs an adsorbent such as scrap to the lifting magnet. Is known (see, for example, Patent Document 1). In the lifting magnet machine described in Patent Document 1, an unload circuit is connected to a pipeline for supplying pressure oil from a hydraulic pump driven by an engine to a hydraulic motor, and pressure oil from the hydraulic pump is not used when the lift magnet operation is not performed. Is unloaded and the drive of the hydraulic motor is stopped.
JP 2002-348087 A

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。   However, in the lifting magnet machine described in Patent Document 1, for example, when the engine speed decreases during the lifting magnet operation, the amount of pressure oil supplied to the hydraulic motor decreases, and there is a possibility that a stable adsorption action by the lifting magnet cannot be obtained.

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、油圧源からの圧油により駆動する油圧モータと、油圧モータの駆動により発電する発電機と、電力を磁力に変えるリフティングマグネットと、発電機で発電した電力を充電するバッテリと、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制御装置とを備えることを特徴とする。
上述の発電機およびバッテリを、それぞれリフティングマグネット用に電力を供給する第１の発電機および第１のバッテリとして構成し、この第１の発電機および第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第２の発電機および第２のバッテリを備えることが好ましい。 A driving system of a lifting magnet machine according to the present invention includes a hydraulic motor driven by pressure oil from a hydraulic source, a generator that generates electric power by driving the hydraulic motor, a lifting magnet that converts electric power into magnetic force, and electric power generated by the generator. And a control device for supplying electric power generated by the generator and electric power charged in the battery to the lifting magnet.
The above-described generator and battery are configured as a first generator and a first battery for supplying electric power to the lifting magnet, respectively. Apart from the first generator and the first battery, in addition to the lifting magnet It is preferable to provide the 2nd generator and 2nd battery which supply electric power.

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。   According to the present invention, since the electric power generated by the generator and the electric power charged in the battery are supplied to the lifting magnet, even when the pressure oil supply amount to the hydraulic motor is reduced, the stable adsorption action by the lifting magnet is achieved. Can be obtained.

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。 Hereinafter, an embodiment of a driving system for a lifting magnet machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an external side view of a lifting magnet machine to which the present invention is applied. This lifting magnet machine uses a hydraulic excavator as a base machine, and includes a traveling body 1, a revolving body 2 that is turnably supported on the traveling body 1, and a work front 3 that is rotatably attached to the revolving body 2. Have

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。   The work front 3 is pivotally supported by the swing body 2 so as to be pivotally supported, an arm 5 pivotally supported by the tip of the boom, and pivotally supported by the tip of the arm. Lifting magnet 10. The boom 4 moves up and down by the expansion and contraction of the boom cylinder 4a, and the arm 5 is clouded or dumped by the expansion and contraction of the arm cylinder 5a. The lifting magnet 10 is tilted by the expansion and contraction of the cylinder 6a via the link mechanism (links 6b and 6c). In addition, the dotted line of a figure has shown the lift magnet working state which adsorb | sucked objects 50, such as iron and scrap, to the lifting magnet 10. FIG.

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。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a driving system of the lifting magnet machine according to the present embodiment. The hydraulic pump 12 is driven by the engine 11, and the hydraulic motor 13 is driven by the pressure oil from the hydraulic pump 12. The hydraulic motor 13 is a generator driving motor, and the alternator 14 is driven by the rotation of the hydraulic motor 13 to generate power. In the actual hydraulic circuit, hydraulic devices such as a relief valve and an oil cooler are provided, but these are not shown in FIG. The pressure oil from the hydraulic pump 12 is supplied not only to the hydraulic motor 13 but also to other hydraulic actuators (for example, the boom cylinder 4a) as driving pressure oil.

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。   The controller 15 supplies the power generated by the alternator 14 to the lifting magnet 10 by a necessary amount during the lift magnet operation. The lifting magnet 10 converts this electric power into a magnetic force and adsorbs iron or scrap to carry out cargo handling. The electric power generated by the alternator 14 is stored in the battery 16 except during the adsorption. The electric power stored in the battery 16 is discharged by the controller 15 and used to compensate for the shortage when the power supply amount from the alternator 14 to the lifting magnet 10 is insufficient. Note that the power generation capacity of the alternator 14 is set so as to supply electric power required for the lifting magnet 10 to generate the maximum output at the rated rotation of the engine 11, and the power consumption of the lifting magnet 10 is small. In some cases, part of the electric power generated by the alternator 14 is supplied to the lifting magnet 10 and the rest is stored in the battery 16.

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。   The operating voltage of the lifting magnet 10 is 24V, the voltage of the alternator 14 and the voltage of the battery 16 are each 24V. Therefore, if the lifting magnet 10 is 240 W specification, a current of 10 A flows through the lifting magnet 10.

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。   The alternator 14 and the battery 16 are provided exclusively for driving the lifting magnet 10, and the electric components other than the lifting magnet 10 are supplied with electric power from an alternator 17 driven by the engine 11 and a battery 18 that stores electric power generated by the alternator 17. The As the alternator 17 and the battery 18, a standard one mounted on a construction machine is used. The engine 11, the hydraulic pump 12, the hydraulic motor 13, the alternators 14 and 17, the batteries 16 and 18, and the controller 15 are mounted at predetermined positions on the swing body 2.

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。   An operation according to the present embodiment will be described. When the hydraulic motor 13 is rotated by the pressure oil from the hydraulic pump 12, the alternator 14 is driven to generate electricity. The electric power from the alternator 14 is stored in the battery 16 except during the riff mug operation. During the lift magnet operation, the controller 15 supplies a necessary amount of electric power from the alternator 14 to the lifting magnet 10 and stores the excess electric power in the battery 16. The lifting magnet 10 generates a magnetic force by the electric power supplied from the alternator 14 and adsorbs the adsorbate.

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。   At this time, for example, when the engine speed decreases and the discharge amount of the hydraulic pump 12 decreases, the rotation speed of the hydraulic motor 13 decreases and the power generation capacity of the alternator 14 decreases. As a result, there is a possibility that the electric power required by the lifting magnet 10 cannot be supplied only from the alternator 14. In this case, the controller 15 discharges the battery 16 as much as the power supply is insufficient, and supplies power to the lifting magnet 10 not only from the alternator 14 but also from the battery 16. As a result, the electric power required by the lifting magnet 10 can be supplied, and stable adsorption can be performed regardless of fluctuations in the engine speed.

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。 According to the present embodiment, the following operational effects can be achieved.
(1) The alternator 14 is driven by the hydraulic motor 13 and a battery 16 for charging the power from the alternator 14 is provided. When the power supply from the alternator 14 to the lifting magnet 10 is insufficient, the shortage is removed from the battery 16. I tried to supply. As a result, even when the power generation capacity of the alternator 14 is insufficient due to fluctuations in the engine speed or the like, a stable adsorption action by the lifting magnet 10 can be obtained.
(2) Since the hydraulic pump 12 does not need to be a dedicated pump for the hydraulic motor 13 and there is no need to provide a diversion valve or the like for driving the hydraulic motor 13 at a constant rotation in the hydraulic circuit, the number of parts can be saved.
(3) Since the dedicated battery 16 for the riff mug operation is provided, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the standard battery 18. In addition, since it is not necessary to distribute power from the standard battery 18 to the lifting magnet 10, it is possible to prevent problems such as complicated control.
(4) Since the 24V alternator 14 is provided for the riff mug operation, for example, the alternator can be downsized and arranged easily compared to the case of providing the 200V alternator. In addition, an alternator widely used in vehicles and the like can be used, and the cost can be reduced.

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。   In the above embodiment, when the power supply from the alternator 14 to the lifting magnet 10 is insufficient, the controller 15 supplies the insufficient power from the battery 16. However, the lifting is performed from the alternator 14 and the battery 16. As long as the electric power required by the magnet 10 is supplied, any configuration of the controller 15 as a control device may be used. Apart from the alternator 14 (first generator) and the battery 16 (first battery) for supplying power to the lifting magnet 10, a standard alternator 17 (second generator) for supplying power to other than the lifting magnet However, the configuration of the drive system is not limited to this. For example, the battery 16 is omitted and the power from the alternator and the power from the battery 18 are supplied to the lifting magnet 10. May be.

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。   That is, as long as the features and functions of the present invention can be realized, the present invention is not limited to the driving system for the lifting magnet machine of the embodiment. The above description is merely an example, and when interpreting the invention, there is no limitation or restriction on the correspondence between the items described in the embodiment and the items described in the claims.

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。1 is an external side view of a lifting magnet machine to which the present invention is applied. 本発明の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の構成を示す図。The figure which shows the structure of the drive system of the lifting magnet machine which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lifting magnet 12 Hydraulic pump 13 Hydraulic motors 14, 17 Alternator 15 Controllers 16, 18 Battery

Claims (2)

油圧源からの圧油により駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの駆動により発電する発電機と、
電力を磁力に変えるリフティングマグネットと、
前記発電機で発電した電力を充電するバッテリと、
前記発電機で発電した電力と前記バッテリに充電した電力を前記リフティングマグネットに供給する制御装置とを備え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。 A hydraulic motor driven by pressure oil from a hydraulic source;
A generator for generating electricity by driving the hydraulic motor;
A lifting magnet that converts power into magnetic force,
A battery for charging power generated by the generator;
A drive system for a lifting magnet machine, comprising: a control device that supplies power generated by the generator and power charged in the battery to the lifting magnet. 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、
前記発電機および前記バッテリは、それぞれ前記リフティングマグネット用に電力を供給する第１の発電機および第１のバッテリであり、この第１の発電機および第１のバッテリとは別に、前記リフティングマグネット以外に電力を供給する第２の発電機および第２のバッテリを備え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。 In the lifting magnet machine drive system according to claim 1,
The generator and the battery are respectively a first generator and a first battery that supply electric power for the lifting magnet, and apart from the first generator and the first battery, other than the lifting magnet A driving system for a lifting magnet machine, comprising a second generator for supplying electric power to the battery and a second battery.
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