JP2011157208A - リフティングマグネット仕様の作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】リフティングマグネットによる鉄などの金属スクラップの吸着動作と旋回体の旋回動作を同時に複合作動させる場合にも、電源を増大させることなく、作業を継続することができるリフティングマグネット仕様の作業機械を提供する。
【解決手段】走行体、前記走行体上に旋回可能に設けた旋回体、および電源からの電気エネルギで前記旋回体を駆動する電動モータを有する作業機と、作業機に装着した多関節アームと、多関節アームの先端に設けられ、電源からの電気エネルギの供給を受けるリフティングマグネットとを備えたリフティングマグネット仕様の作業機械において、操作レバーによる電動モータへの旋回動作指令信号と操作スイッチによるリフティングマグネットへの吸着指令信号とが同時に入力された場合に、操作レバーの操作量にかかわらず、電動モータへ供給する電気エネルギの供給量の上限を制限する旋回動作制御手段を備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、リフティングマグネット装置を備えたリフティングマグネット仕様の作業機械に関するものであり、更に詳しくは、電動式作業機械にリフティングマグネット装置を装設したリフティングマグネット仕様の作業機械に関するものである。

リフティングマグネット装置を備えたリフティングマグネット仕様の作業機械として、走行体と、この走行体上に旋回可能に設けた旋回体と、この旋回体に装設したリフティングマグネット装置と、このリフティングマグネット装置に電気エネルギを供給する電源と、この電源からの電気エネルギを蓄積する蓄電装置とを備え、電源を作業機械に搭載したエンジンと発電機とで構成するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

国際公開第ＷＯ２００６／０８０１００号パンフレット

この種のリフティングマグネット仕様の作業機械は、スクラップが堆積されたスクラップ処理現場で鉄などの金属スクラップを処理する場合等に用いられるが、上述の先行技術文献では、リフティングマグネットと多関節アームとを備えた旋回体の旋回動作を、電動モータで駆動することが提案されている。

このようなリフティングマグネット作業機械を用いた金属スクラップの処理作業においては、リフティングマグネットにより鉄などの金属スクラップを吸着しながら、作業機械の旋回体を電動モータで旋回することにより、金属スクラップを他の場所に移動させる動作が繰り返し行われている。

リフティングマグネットで消費される電力は、鉄などの金属スクラップを吸着開始の時に一次的にピーク電流が生じる。一方、旋回体を駆動する旋回体駆動用モータで消費される電力は、旋回体の駆動初期に大きな旋回トルクを必要とするので、旋回開始のときにピ−ク電流が生じる。

したがって、リフティングマグネットによる鉄などの金属スクラップの吸着動作と旋回体の旋回動作を複合作動させる場合であって、旋回体の旋回開始のタイミングとリフティングマグネットによる金属スクラップの吸着開始のタイミングとが近づく場合には、ピーク電流の重畳現象が生じる。電源の電力がこのようなピーク電流の重畳現象に対応する十分な容量がない場合には、電源である蓄電装置や発電機に大きな負担が掛かり、更には、リフティングマグネットへの電力供給不足により吸着力が減少し、金属スクラップを十分に吸着できないという問題が生じる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、リフティングマグネットによる鉄などの金属スクラップの吸着動作と旋回体の旋回動作を同時に複合作動させる場合にも、電源を増大させることなく、その作業を継続することができるリフティングマグネット仕様の作業機械を提供するものである。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、走行体、前記走行体上に旋回可能に設けた旋回体、および電源からの電気エネルギで前記旋回体を駆動する電動モータを有する作業機と、前記作業機に装着した多関節アームと、前記多関節アームの先端に設けられ、前記電源からの電気エネルギの供給を受けるリフティングマグネットとを備えたリフティングマグネット仕様の作業機械において、操作レバーによる前記電動モータへの旋回動作指令信号と操作スイッチによる前記リフティングマグネットへの吸着指令信号とが同時に入力された場合に、前記操作レバーの操作量にかかわらず、前記電動モータへ供給する電気エネルギの供給量の上限を制限する旋回動作制御手段を備えたものとする。

また、第２の発明は、上記第１の発明において、前記旋回動作制御手段は、前記操作レバーによる前記電動モータへの旋回動作指令信号と前記操作スイッチによる前記リフティングマグネットへの吸着指令信号とが入力される入力部と、入力された前記操作レバーからの旋回動作指令信号に対して、前記操作スイッチの吸着指令信号の有無に応じて制限特性を変更して指令信号を算出する演算部と、前記演算部で算出した指令信号を前記電動モータへ出力する出力部とを備えるものとする。

更に、第３の発明は、上記第２の発明において、前記電動モータはインバータを介して前記電源に接続され、前記指令信号が前記インバータに送られることで前記電動モータへの電力供給量の上限が制限されるものとする。

また、第４の発明は、上記第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記電源は、エンジンによって駆動する発電機であるものとする。

また、第５の発明は、上記第２乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記制限特性は、設定装置によって任意に設定可能であるものとする。

本発明によれば、リフティングマグネットによる鉄などの金属スクラップの吸着と旋回体の旋回を同時に複合作動させる場合にも、電源を増大させることなく、その作業を継続することができるので、その作業性が向上し、分別作業の生産性を高めることができる。

本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態を示す正面図である。 本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態における油圧電気系の概略構成を示すブロック図である。 図２に示す本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態における油圧電気系の概略構成に用いたコントローラの演算内容を説明するブロック図である。 図３に示すコントローラを構成する条件付き制限器を説明するブロック図である。 本発明に係るリフティングマグネットの吸着と旋回体の旋回動作とその電流値との関係の一例を示す特性図である。 本発明のリフティングマグネット作業機の他の実施の形態におけるコントローラを構成する条件付き制限器を説明するブロック図である。 本発明のリフティングマグネット作業機の更に他の実施の形態におけるコントローラを構成する条件付き制限器を説明するブロック図である。

以下、本発明のリフティングマグネット仕様の作業機械（以下、リフティングマグネット作業機という）の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図５は、本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態を示すもので、図１は本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態を示す正面図、図２は本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態における油圧電気系の概略構成を示すブロック図、図３は図２に示す本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態における油圧電気系の概略構成に用いたコントローラの演算内容を説明するブロック図、図４は図３に示すコントローラを構成する条件付き制限器を説明するブロック図、図５は本発明に係るリフティングマグネットの吸着と旋回体の旋回動作とその電流値との関係の一例を示す特性図である。

図１において、本発明のリフティングマグネット作業機は、走行体１とこの走行体１上に旋回装置２を介して旋回体３が旋回可能に設置されている。旋回体３上には、動力源となるエンジン、発電機、油圧ポンプ、蓄電装置等を内蔵した動力源室４や、操作レバー等を配置した運転室５が搭載されている。旋回体３の前部には、多関節アーム６が装設されている。この多関節アーム６は、ブームシリンダ７によって俯仰動されるように旋回体３の前部に設けたブーム８と、アームシリンダ９によってブーム８の先端に回動可能に設けたアーム１０と、リンク１１およびシリンダ１２を介してアーム１０の先端に回動可能に設けたリフティングマグネット１３とで構成されている。

次に、図２を用いて、本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態の制御構成を説明する。この図２において、図１に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図２において、エンジン１００は、作業機械の動力源室４内に搭載されている。エンジン１００には、電源となる発電機１０１と、作動油源となる主油圧ポンプ１０２と、パイロット油圧ポンプ１０３が連結されている。主油圧ポンプ１０２は、エンジン１００によって回転されて、作動油を昇圧して、コントロールバルブ１０４を介して前述したブームシリンダ７、アームシリンダ９、シリンダ１２及び走行体１の走行用油圧モータ１０５に圧油を供給する。

パイロット油圧ポンプ１０３は、作動油の一部をパイロット操作用圧油として、運転室５内の油圧式操作レバー１０６に供給する。油圧式操作レバー１０６は、そのレバー操作により、パイロット操作用圧油をコントロールバルブ１０４の操作部に供給して、コントロールバルブ１０４の切換えを行う。

発電機１０１は、エンジン１００によって回転されて、旋回体３の旋回用電動モータ１０７及びリフティングマグネット１３の電力源となる交流電力を出力する。発電機１０１には、発電機１０１から出力される交流電力を直流電力に変換すると共に、後述するインバータ１０９等から出力される直流電力を交流電力に変換する双方向電力変換器１０８が接続されている。双方向電力変換器１０８の直流側には、双方向電力変換器１０８からの直流電力を交流電力に変換するインバータ１０９と、後述するリフティングマグネット制御装置１１１と、後述する蓄電装置１１２とが接続線で接続されている。

インバータ１０９は、旋回体３の旋回用電動モータ１０７に交流電力を供給する。インバータ１０９には、運転室５内の電気式操作レバー１１０のレバー操作量に応じた旋回動作指令信号が後述する旋回動作制御手段としてのコントローラ２００から与えられ、この旋回動作指令信号に対応する交流電力が旋回用電動モータ１０７に供給される。また、旋回用電動モータ１０７の減速・停止が行われるときに発生する回生電力を双方向電力変換器１０８に送る。

リフティングマグネット１３には、双方向電力変換器１０８からの直流電力がリフティングマグネット制御装置１１１を介して供給される。リフティングマグネット制御装置１１１には、運転室５内のリフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着／開放指令信号が後述するコントローラ２００から与えられ、この吸着／開放指令信号に対応する直流電力がリフティングマグネット１３に供給／遮断される。これにより、リフティングマグネット１３の吸着開放が制御される。蓄電装置１１２は、発電機１０１が発生する電力を一時的に蓄えるバッテリやキャパシタ等から構成されている。

旋回用電動モータ１０７には、図示しない回転数センサが付設され、検知された旋回用電動モータ１０７の回転数信号は、インバータ１０９を介してコントローラ２００に送られている。

次に、図３を用いて、本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態におけるコントローラ２００の演算内容を説明する。この図３において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図３において、コントローラ２００は、各種演算を実行する演算部と、入力信号を演算信号に変換する入力部２００Ａと、演算信号を出力信号に変換する出力部２００Ｂと、予め設定値を記憶する図示しない記憶部（メモリ）とを備えるコントローラユニットで構成されている。

コントローラ２００の入力部２００Ａには、上述した、運転室５内のリフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着／開放指令信号と、運転室５内の電気式操作レバー１１０のレバー操作量の信号と、旋回用電動モータ１０７に付設された回転数センサが検知した旋回用電動モータ１０７の回転数信号とが接続されていて、各検出信号を入力信号Ｉ１１３，Ｉ１１０，及びＩ１０７に変換して演算部に入力している。なお、旋回用電動モータ１０７の回転数信号Ｉ１０７はアナログ信号であり、電気式操作レバー１１０のレバー操作量の信号Ｉ１１０は、旋回用電動モータ１０７の旋回動作指令信号に該当するアナログ信号であるが、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着／開放指令信号のＩ１１３はディジタル信号である。

コントローラ２００の出力部２００Ｂからは、演算部で算出した演算信号をアナログ信号に変換して、リフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１がリフティングマグネット制御装置１１１へ出力され、旋回指令信号Ｃ２０４がインバータ１０９へ出力されている。

コントローラ２００の演算部において、２０１はアナログスイッチ、２０１ａ，２０１ｂは信号発生器、２０２は減算器、２０３は比例積分演算器、２０４は条件付き制限器、２０５はゲイン演算器である。アナログスイッチ２０１は、信号発生器２０１ａの出力信号を第１入力、信号発生器２０１ｂの出力信号を第２入力として入力し、切換信号としてリフティングマグネット操作スイッチ１１３からの入力信号Ｉ１１３を入力している。アナログスイッチ２０１は、入力信号Ｉ１１３が１のときには、出力信号として第２入力である信号発生器２０１ｂの出力値を出力し、入力信号Ｉ１１３が０のときには、出力信号として第１入力である信号発生器２０１ａの出力値を出力する。アナログスイッチ２０１の出力は、出力部２００Ｂからリフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１としてリフティングマグネット制御装置１１１に送られる。信号発生器２０１ａには、非吸着指令信号として０または負の指令信号が設定され、信号発生器２０１ｂには、吸着指令信号としてそのリフティングマグネット制御装置１１１に適合した指令信号が設定されている。なお、これらの設定値は、記憶部に記憶されている。

ゲイン演算器２０５は、上述した旋回用電動モータ１０７の回転数信号Ｉ１０７を入力し、旋回動作制御回路のフィードバックゲインに相当する設定値を乗算した値を出力する。

減算器２０２は、電気式操作レバー１１０のレバー操作量の入力信号Ｉ１１０を第１入力、ゲイン演算器２０５の出力信号を第２入力として入力し、第１入力と第２入力の差の値を出力している。

比例積分演算器２０３は、減算器２０２の出力を入力し、比例積分演算した値Ｏ２０３を出力する。

条件付き制限器２０４は、比例積分演算器２０３の出力信号Ｏ２０３を入力し、切換信号としてリフティングマグネット操作スイッチ１１３からの入力信号Ｉ１１３を入力している。詳細は後述するが、入力信号Ｉ１１３の状態により制限値を変化させ、比例積分演算器２０３の出力信号に制限をかけた値を出力する。条件付き制限器２０４の出力は、出力部２００Ｂから、旋回指令信号Ｃ２０４としてインバータ１０９に送られる。

上述した入力部２００Ａ，出力部２００Ｂ，及び演算部により旋回動作制御手段が構成されている。

次に、旋回動作制御手段の動作を図２及び図３を用いて説明する。
運転室５内のリフティングマグネット操作スイッチ１１３において、吸着操作を選択すると、コントローラ２００に入力信号Ｉ１１３のＯＮ信号が入力される。演算部ではアナログスイッチ２０１と条件付き制限器２０４の切換がなされる。この結果、リフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１がリフティングマグネット制御装置１１１に送られると共に、旋回指令信号Ｃ２０４の制限がなされる。

運転室５内の電気式操作レバー１１０において、レバー操作を行うとコントローラ２００に入力信号Ｉ１１０が入力される。このＩ１１０は旋回用電動モータ１０７の旋回動作指令信号に該当するため、旋回用電動モータ１０７の回転数検知信号Ｉ１０７にフィードバックゲインを乗じた値と偏差を求め、その偏差を比例積分制御すると共に制限制御した値を旋回指令信号Ｃ２０４とすることで、旋回用電動モータ１０７の適切な旋回動作制御が実現する。

なお、例えば、電気式操作レバー１１０のレバー操作量の入力信号Ｉ１１０と旋回用電動モータ１０７の回転数検知信号Ｉ１０７との偏差が大きく旋回指令信号Ｃ２０４が大きい場合には、インバータ１０９から旋回用電動モータ１０７には大電流が供給される。この結果、旋回用電動モータ１０７は高トルクを発生させ、旋回体３の旋回態様は、急激な立ち上がりになる。一方、電気式操作レバー１１０のレバー操作量の入力信号Ｉ１１０と旋回用電動モータ１０７の回転数検知信号Ｉ１０７との偏差が小さく旋回指令信号Ｃ２０４が小さい場合には、インバータ１０９から旋回用電動モータ１０７には小電流が供給される。この結果、旋回用電動モータ１０７の発生するトルクは小さくなり、旋回体３の旋回態様は、緩やかな立ち上がりになる。

次に、図４を用いて、本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態のコントローラを構成する条件付き制限器２０４を説明する。この図４において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図４の条件付き制限器２０４は、以下の内部演算素子により構成されている。スイッチ部２０４ａは、リフティングマグネット操作スイッチ１１３からの入力信号Ｉ１１３が１のときに、第１乗算部２０４ｂに接続する出力αに０を、第２乗算部２０４ｃに接続する出力βに１を出力し、Ｉ１１３が０のときに、第１乗算部２０４ｂに接続する出力αに１を、第２乗算部２０４ｃに接続する出力βに０を出力する。

第１乗算部２０４ｂと第２乗算部２０４ｃとは、比例積分演算器２０３の出力信号Ｏ２０３をそれぞれ第１入力として入力し、上述したスイッチ部２０４ａからの出力信号α，βをそれぞれ第２入力として入力している。第１乗算部２０４ｂは、第１入力であるＯ２０３の値と第２入力であるαの値とを乗算し、その値を出力する。第１乗算部２０４ｂの出力は、第１制限部２０４ｄに送られる。同様に、第２乗算部２０４ｃは、第１入力であるＯ２０３の値と第２入力であるβの値とを乗算し、その値を出力する。第２乗算部２０４ｃの出力は、第２制限部２０４ｅに送られる。

第１制限部２０４ｄと第２制限部２０４ｅとは、それぞれ第１乗算部２０４ｂの出力と第２乗算部２０４ｃとを入力する。第１制限部２０４ｄは、予め設定されている制限関数に従って、入力値Ｉ１に対する出力値Ｙ１を出力する。第１制限部２０４ｄの出力は、加算部２０４ｆに送られる。同様に、第２制限部２０４ｅは、予め設定されている制限関数に従って、入力値Ｉ２に対する出力値Ｙ２を出力する。第２制限部２０４ｅの出力は、加算部２０４ｆに送られる。

なお、図４に示すように、第２制限部２０４ｅの制限関数における出力値Ｙ２は、第１制限部２０４ｄの出力値Ｙ１よりも上下限共に０に近く設定されていて、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着操作が選択されたときの旋回指令信号の制限値を定めている。一方、第１制限部２０４ｄの制限関数における出力値Ｙ１は、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の開放操作が選択されたとき又は不操作のときの旋回指令信号の制限値を定めている。

加算部２０４ｆは、第１制限部２０４ｄの出力Ｙ１を第１入力、第２制限部２０４ｅの出力Ｙ２を第２入力として入力し、第１入力の値と第２入力の値とを加算し、その値を出力する。上述したように、加算部２０４ｆの出力は、条件付き制限器２０４の出力として出力部２００Ｂから、旋回指令信号Ｃ２０４としてインバータ１０９に送られる。

次に、条件付き制限器２０４の動作を図３及び図４を用いて説明する。
まず、運転室５内のリフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着操作が選択されると、コントローラ２００に入力信号Ｉ１１３のＯＮ信号が入力され、条件付き制限器２０４のスイッチ部２０４ａは、α＝０，β＝１を出力する。

比例積分演算器２０３の出力信号Ｏ２０３が入力される第１，第２乗算器２０４ｂと２０４ｃとにおいては、上述したα，βの値と入力値がそれぞれ乗算されるため、第１乗算器２０４ｂの出力は０となって、第１制限部２０４ｄに送られ、第２乗算器２０４ｃの出力は比例積分演算器２０３の出力信号Ｏ２０３と同じ値となって、第２制限部２０４ｅに送られる。

第２制限部２０４ｅの制限関数における出力値Ｙ２と０である第１制限部２０４ｄの制限関数における出力値Ｙ１とが、加算部２０４ｆで加算され指令信号Ｏ２０４として出力される。つまり、吸着操作が選択されると、第２制限部２０４ｅで上下限をより抑えられた指令信号Ｏ２０４が出力することになる。

次に、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の開放操作が選択されたとき又は不操作のときには、コントローラ２００に入力信号Ｉ１１３のＯＦＦ信号が入力され、条件付き制限器２０４のスイッチ部２０４ａは、α＝１，β＝０を出力する。

比例積分演算器２０３の出力信号Ｏ２０３が入力される第１，第２乗算器２０４ｂと２０４ｃとにおいては、上述したα，βの値と入力値がそれぞれ乗算されるため、第２乗算器２０４ｃの出力は０となって、第２制限部２０４ｅに送られ、第１乗算器２０４ｂの出力は比例積分演算器２０３の出力信号Ｏ２０３と同じ値となって、第１制限部２０４ｄに送られる。

第１制限部２０４ｄの制限関数における出力値Ｙ１と０である第２制限部２０４ｅの制限関数における出力値Ｙ２とが、加算部２０４ｆで加算され指令信号Ｏ２０４として出力される。つまり、開放操作が選択されたとき又は不操作のときには、第１制限部２０４ｄで上下限を抑えられた通常運転に対応した指令信号Ｏ２０４が出力することになる。

ところで、例えば、電気式操作レバー１１０のレバー操作量を最大速度付近とすると、図３に示す減算器２０２の出力が大きくなり、この結果、比例積分演算器２０３の出力Ｏ２０３も最大値近傍で条件付き制限器２０４に入力される。ここで、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着操作が選択されると、入力信号Ｉ１１３のＯＮ信号が入力され、図４に示す第２制限部２０４ｅが有効となるため、上下限が大きく制限された指令信号Ｏ２０４が出力される。

この結果、インバータ１０９に送られる旋回指令信号Ｃ２０４は、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の開放操作が選択されたとき又は不操作のときより著しく低く制限されたものになる。

上述した本発明に係るリフティングマグネット１３の吸着動作と旋回体３の旋回動作とその電流値との関係の一例を図５に示す。図５において、旋回用電動モータ１０７の電流値の一点鎖線で示す部分は、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の開放操作が選択されたとき又は不操作のときの電流値を表し、符号Ａで示す部分がピーク電流を表している。また、当該時間軸における直線で示す部分は、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着操作が選択されたときの旋回用電動モータ１０７の電流値を表している。

次に、上述した本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態の動作を図２乃至図５を用いて説明する。
図２において、リフティングマグネット作業機のエンジン１００を起動すると、主油圧ポンプ１０２，パイロット油圧ポンプ１０３，及び発電機１０１がエンジン１００によって駆動される。発電機１０１の出力である交流電力は双方向電力変換器１０８により直流電力に変換され、この直流電力がインバータ１０９，リフティングマグネット制御装置１１１，及び蓄電装置１１２にそれぞれ供給される。

まず、運転室５内のリフティングマグネット操作スイッチ１１３の開放操作が選択されたとき又は不操作のときに、運転室５内の電気式操作レバー１１０が操作されると、リフティングマグネット制御装置１１１には、コントローラ２００から非吸着指令信号として予め設定されている０または負の指令信号であるリフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１が入力される。

リフティングマグネット制御装置１１１は、双方向電力変換器１０８から供給された直流電力をリフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１に対応した直流電力に変換（増圧）し、リフティングマグネット１３に供給する。リフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１が、非吸着指令信号として予め設定されている０または負の指令信号であるため、リフティングマグネット１３に吸着力は発生しない。

一方、インバータ１０９には、コントローラ２００から通常運転に対応して制限された旋回指令信号Ｃ２０４が入力される。なお、旋回用電動モータ１０７の回転数検知信号Ｉ１０７と電気式操作レバー１１０のレバー操作量の入力信号Ｉ１１０との偏差が大きく、通常運転に対応した制限であることから、旋回指令信号Ｃ２０４は大きい。

インバータ１０９は、双方向電力変換器１０８から供給された直流電力を旋回指令信号Ｃ２０４に対応した交流電力に変換し、旋回用電動モータ１０７に供給する。旋回指令信号Ｃ２０４が大きいことと、旋回体３の駆動初期に大きな旋回トルクを必要とするので、旋回用電動モータ１０７の起動時には、ピーク電流が生じる。図５に示す旋回用電動モータ１０７の電流値の一点鎖線の部分は、起動電流であって、符合Ａで示す部分がこのピーク電流を表している。

次に、運転室５内のリフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着操作が選択されたときに、運転室５内の電気式操作レバー１１０が操作されると、リフティングマグネット制御装置１１１には、コントローラ２００から吸着指令信号として予め設定されているそのリフティングマグネット制御装置１１１に適合した指令信号であるリフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１が入力される。

リフティングマグネット制御装置１１１は、双方向電力変換器１０８から供給された直流電力をリフティングマグネット吸着指令信号Ｃ２０１に対応した直流電力に変換（増圧）し、リフティングマグネット１３に供給する。この結果、リフティングマグネット１３において吸着力が発生する。なお、リフティングマグネット１３で消費される電力は、鉄などの金属スクラップを吸着開始する時に一次的にピーク電流が生じる。図５に示すリフティングマグネット１３の電流値において、符合Ｂで示す部分がこのピーク電流を表している。

一方、インバータ１０９には、コントローラ２００から通常運転に対応した上述の制限値の上下限をより制限した旋回指令信号Ｃ２０４が入力される。なお、旋回用電動モータ１０７の回転数検知信号Ｉ１０７と電気式操作レバー１１０のレバー操作量の入力信号Ｉ１１０との偏差は大きいが、制限値が厳しいことから、旋回指令信号Ｃ２０４は小さい。

インバータ１０９は、双方向電力変換器１０８から供給された直流電力を旋回指令信号Ｃ２０４に対応した交流電力に変換し、旋回用電動モータ１０７に供給する。旋回指令信号Ｃ２０４が小さいため、旋回用電動モータ１０７の起動時には、ピーク電流の発生が防止できる。図５に示す旋回用電動モータ１０７の電流値の直線の部分は、このピーク電流の発生の防止を表している。

このように、旋回用電動モータ１０７の起動時のピーク電流の発生を防止できるので、旋回体３の旋回動作開始のタイミングとリフティングマグネット１３による金属スクラップの吸着動作開始のタイミングとが近づく場合であっても、ピーク電流の重畳現象の発生を防止できる。

上述した本発明の一実施の形態によれば、リフティングマグネット１３による鉄などの金属スクラップの吸着と旋回体３の旋回を同時に複合作動させる場合にも、電源を増大させることなく、その作業を継続することができるので、その作業性が向上し、分別作業の生産性を高めることができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の吸着操作が選択されると、コントローラ２００において、第２制限部２０４ｅが有効となるため、インバータ１０９に送られる旋回指令信号Ｃ２０４は、リフティングマグネット操作スイッチ１１３の開放操作が選択されたとき又は不操作のときより著しく低く制限されたものになる。この結果、例えば、旋回体３の旋回動作開始のタイミングとリフティングマグネット１３による金属スクラップの吸着動作開始のタイミングとが近づいた場合であっても、ピーク電流の重畳現象が生じないので、このような複合作業を継続することができる。

次に、本発明のリフティングマグネット作業機の他の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は本発明のリフティングマグネット作業機の他の実施の形態におけるコントローラを構成する条件付き制限器を説明するブロック図である。なお、図６において、図１乃至図５に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。

本実施の形態における条件付き制限器２０４の第２制限部２０４ｅは、その制限関数の傾きＹ２／Ｉ２を、上述した一実施の形態に比べて低く設定したものである。

本発明のリフティングマグネット作業機の他の実施の形態によれば、上述した一実施の形態と同様な効果を得ることができる。

次に、本発明のリフティングマグネット作業機の更に他の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は本発明のリフティングマグネット作業機の更に他の実施の形態におけるコントローラを構成する条件付き制限器を説明するブロック図である。なお、図７において、図１乃至図６に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。

本実施の形態における条件付き制限器２０４は、例えば、パソコンなどをコントローラ２００に接続し、コントローラ２００のＣＰＵや記憶部にアクセスすることで、ユーザーが第１，第２制限部２０４ｄ，２０４ｅの制限関数を調整できるように構成されている。

本発明のリフティングマグネット作業機の更に他の実施の形態によれば、上述した一実施の形態と同様な効果を得ることができると共に、現地における保守性や作業性が向上する。

なお、本実施の形態においては、旋回操作レバー入力を旋回動作指令信号（速度信号）として速度フィードバックを行う旋回動作制御を例に説明したが、これに限らない。例えば、旋回操作レバー入力をトルク信号とするトルク制御による旋回動作制御でも良い。

また、本実施の形態においては、電源をエンジン１００で駆動する発電機１０１として、発電機１０１の出力から双方向電力変換器１０８を介して作業機械に供給する場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、作業機械の外部からケーブルによっていわゆる商用電源を供給しても良い。

１ 走行体
２ 旋回装置
３ 旋回体
４ 動力源室
５ 運転室
６ 多関節アーム
７ ブームシリンダ
８ ブーム
９ アームシリンダ
１０ アーム
１１ リンク
１２ シリンダ
１３ リフティングマグネット
１００ エンジン
１０１ 発電機
１０２ 主油圧ポンプ
１０７ 旋回用電動モータ
１０８ 双方向電力変換器
１０９ インバータ
１１０ 電気式操作レバー
１１１ リフティングマグネット制御装置
１１３ リフティングマグネット操作スイッチ
２００ コントローラ（旋回動作制御手段）
２０４ 条件付き制限器

Claims (5)

1. 走行体、前記走行体上に旋回可能に設けた旋回体、および電源からの電気エネルギで前記旋回体を駆動する電動モータを有する作業機と、前記作業機に装着した多関節アームと、前記多関節アームの先端に設けられ、前記電源からの電気エネルギの供給を受けるリフティングマグネットとを備えたリフティングマグネット仕様の作業機械において、
   操作レバーによる前記電動モータへの旋回動作指令信号と操作スイッチによる前記リフティングマグネットへの吸着指令信号とが同時に入力された場合に、
   前記操作レバーの操作量にかかわらず、前記電動モータへ供給する電気エネルギの供給量の上限を制限する旋回動作制御手段を備えた
   ことを特徴とするリフティングマグネット仕様の作業機械。
2. 請求項１記載のリフティングマグネット仕様の作業機械において、
   前記旋回動作制御手段は、前記操作レバーによる前記電動モータへの旋回動作指令信号と前記操作スイッチによる前記リフティングマグネットへの吸着指令信号とが入力される入力部と、
   入力された前記操作レバーからの旋回動作指令信号に対して、前記操作スイッチの吸着指令信号の有無に応じて制限特性を変更して指令信号を算出する演算部と、
   前記演算部で算出した指令信号を前記電動モータへ出力する出力部とを備える
   ことを特徴とするリフティングマグネット仕様の作業機械。
3. 請求項２に記載のリフティングマグネット仕様の作業機械において、
   前記電動モータはインバータを介して前記電源に接続され、
   前記指令信号が前記インバータに送られることで前記電動モータへの電力供給量の上限が制限される
   ことを特徴とするリフティングマグネット仕様の作業機械。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリフティングマグネット仕様の作業機械において、
   前記電源は、エンジンによって駆動する発電機である
   ことを特徴とするリフティングマグネット仕様の作業機械。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載のリフティングマグネット仕様の作業機械において、
   前記制限特性は、設定装置によって任意に設定可能である
   ことを特徴とするリフティングマグネット仕様の作業機械。

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