專利名稱：起重磁鐵規(guī)格的作業(yè)機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用起重磁鐵的作業(yè)機械，特別涉及能夠高效地激勵 其中磁鐵裝置的使用起重磁鐵的作業(yè)機械。
背景技術：
以往，使用強力的電磁鐵吸附鐵材等的磁性部件、在移動目的地 釋放該電磁鐵的吸附力的、所謂的使用起重磁鐵的作業(yè)機械(例如材 料處理裝置)被廣泛地使用。作為以往的使用起重磁鐵的作業(yè)機械，
有例如圖4所示那樣的結構。在該圖中，在作業(yè)機械(機械主體省略 圖示)中搭載有發(fā)動機l。在該發(fā)動機l的驅動軸上， 一起連接有對 包括機械主體側的各壓力缸及各油壓馬達的需要的油壓驅動器供給 動作用壓油的主泵(油壓泵)2及發(fā)電機用油壓泵3。該發(fā)電機用油 壓泵3的吐出口連通到發(fā)電機用油壓馬達4的壓油口，在該發(fā)電機用 油壓馬達4上直接連結著發(fā)電機5。
在發(fā)電機5的輸出端子上，連接著將該發(fā)電機5的交流輸出變換 為直流并輸出的變換器6。在變換器6的下段連接有將由該變換器6 變換的直流變換為其中磁鐵裝置激勵用的需要水平的直流電壓并輸 出的DC—DC變換器7。該DC—DC變換器7具有直流電壓的升降 壓功能，并且具有直流電力不變化、直流電壓的升降壓前后為零的開 關功能。在該DC—DC變換器7的輸出端子上連接有起重磁鐵裝置8 的線圈8a。
上述DC—DC變換器7接受控制裝置9的控制而進行變換動作。 上述變換器6以后的各設備通過連接在控制裝置9上的控制開關(未 圖示)的開啟/關閉而動作。此外，在上述DC—DC變換器7的直流 線10上，連接有用來吸收儲存在線圈8a中的能量的大容量的電容器 11。
另一方面，上述主泵2的吐出口連通到具有方向切換功能的控制 閥12的給油端口。該控制閥12具備多個切換位置，在一個切換位置 的輸出端口上連接有吊桿用、臂用或叉用等的壓力缸13，在另一個 切換位置的輸出端口上，連接有旋轉用、右行駛用或左行駛用等的油 壓馬達14。
并且，通過發(fā)動機1經由發(fā)電機用油壓泵3及發(fā)電機用油壓馬達 4使發(fā)電機5旋轉而進行交流發(fā)電。如果將連接在控制裝置9上的控 制開關開啟，則發(fā)電機5的交流輸出被變換器6變換為直流后，由 DC—DC變換器7變換為需要水平的直流電壓而供給到起重磁鐵裝 置8 (的線圈8a)中，開始對象物的吸附。
如圖5所示，在吸附開始時，對起重磁鐵裝置8的線圈8a施加 額定電壓以上的電壓而進行強勵磁。在從該強勵磁經過規(guī)定時間后進 行通過額定電壓的施加的額定勵磁。在額定勵磁期間后的釋放時，如 果停止向線圈8a的電壓施加，則儲存在線圈8a中的能量被電容器11 吸收。向線圈8a的額定電壓施加的停止后，為了消磁而向反方向施 加規(guī)定電壓。在從消磁開始經過規(guī)定時間后停止反方向的電壓施加， 起重作業(yè)結束。
作為有關使用起重磁鐵的作業(yè)機械的具體的以往技術，已知有例 如在日本特許第3395145號公報中公開的起重磁鐵裝置。該以往技術 具備控制裝置及起重磁鐵主體，在控制裝置上連接有作業(yè)機械的電氣 動力源。該電力動力源是作為標準地裝備在作業(yè)機械中的電氣動力源 的交流發(fā)電機，該交流發(fā)電機使用額定電壓DC24V、額定電容50A 的交流發(fā)電機。另一方面，上述起重磁鐵主體的額定電壓使用與交流 發(fā)電機的額定電壓相同的額定電壓。并且，控制裝置將電氣動力源的
輸出作為輸入電源，對起重磁鐵主體供給規(guī)定的控制電壓。通過這樣 的結構，在該以往技術中不需要專用的動力源。
在有關上述特許第3395145號公報的以往技術中，作為電氣動力 源而使用標準地裝備在作業(yè)機械中的所謂的電裝用的DC24V的交流 發(fā)電機來驅動起重磁鐵主體。即，可以說是將起重磁鐵取作電裝部件 之一的構造。但是，在DC24V驅動用的起重磁鐵主體中，在實用上 吸附力較弱，特別是不能充分地提供圖5的強勵磁部分的電力。
因此，為了得到實用的吸附力，如己經說明的圖4的例子那樣， 一般構成為，通過安裝在發(fā)動機的驅動軸上的發(fā)電機用油壓泵驅動發(fā) 電機用油壓馬達，由此驅動發(fā)電機而得到規(guī)定的電力。
但是，該結構不僅能量效率較低，而且有裝置變得龐大的問題。 特別是，起重磁鐵裝置在其性質上為了對應于吸附開始時的強勵磁， 需要在任何時候都確保高輸出的電力供給態(tài)勢。因此，需要準備符合 于此的大型的發(fā)動機、或者使比其小一些的發(fā)動機總是高速旋轉，在 成本增大、裝置的大型化、能量效率的降低、或者噪音增大等的方面 容易導致不良狀況的發(fā)生。此外，該結構需要準備繼續(xù)在起重磁鐵裝 置的線圈中的能量吸收用的大容量的電容器，還有起重磁鐵裝置的勵 磁系統(tǒng)的設備大型化的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明使為了消除這樣的以往的問題而做出的，目的是提供一種 能夠發(fā)揮起重磁鐵裝置的特性而有效率地利用能量、實現(xiàn)電源及勵磁 系統(tǒng)的設備的小型化(如果是相同大小則更強力化)、并且能夠實現(xiàn) 低成本化、節(jié)能化、低噪音化使用起重磁鐵的作業(yè)機械。
本發(fā)明為了達到該目的，提供一種使用起重磁鐵的作業(yè)機械，具 備起重磁鐵裝置，具有下部行駛體和上部旋轉體，其特征在于，具備: 電源；蓄電裝置，儲存來自該電源的電能；以及被驅動體的驅動源，
能夠產生上述作業(yè)機械的再生電能；上述電源及蓄電裝置以可供給電 能的方式連接在上述起重磁鐵裝置上，并且，上述能夠產生再生電能 的被驅動體的驅動源以可供給自身的再生電能的方式連接在上述蓄 電裝置上，并且以將該再生電可不經由上述蓄電裝置而供給的方式連 接在上述起重磁鐵裝置上。以可供給電能的方式
有關本發(fā)明的作業(yè)機械具備電源和儲存來自該電源的電能的蓄 電裝置。該電源及蓄電裝置以可供給電能的方式連接在起重磁鐵裝置 上。由此，起重磁鐵裝置基本上能夠從電源和蓄電裝置接受電能的供 給。另一方面，在這種作業(yè)機械中，如下部行駛體的行駛機構、上部 旋轉體的旋轉機構、或者用來使起重磁鐵裝置沿上下、前后等移動并 定位的吊桿及臂等的作業(yè)機構那樣、 一定存在以電源或油壓泵等為驅 動源的被驅動體。
這里，在使用起重磁鐵的作業(yè)機械中，在其特性上，反復進行某 個地點處的下降，吸附(勵磁)、上升*旋轉移動、另一地點處的釋 放、向某個地點的返回，下降、再勵磁的情況較多，在幾乎所有的情 況下"同時"發(fā)生這些被驅動體的減速 停止、和該起重磁鐵裝置的 勵磁的開始。換言之，在旋轉機構、吊桿、臂等的"進行被驅動體的 減速，停止時"、即"在能夠從該被驅動體回收再生能量(再生電力) 時"，起重磁鐵裝置需要用來勵磁開始的大電力的情況較多。
在本發(fā)明中，著眼于這一點，采用不僅能夠將在被驅動體中產生 的再生電能單純地蓄電到蓄電裝置中、而且能夠(不經由蓄電裝置) 直接向起重磁鐵裝置供給的結構。由此，即使在發(fā)動機及蓄電裝置等 中不采用那么大容量的裝置，或者即使不使發(fā)動機總是以高速旋轉運 轉，也能夠高效率地將吸附開始時的強勵磁所需的大電力供給到起重 磁鐵裝置中，能夠實現(xiàn)裝置的小型化、靜音化。如果從相反的角度看， 則通過準備與以往相同的電源或相同的蓄電裝置，能夠發(fā)揮比以往強 的吸附能力。
此外，能夠將能量的回收效率進一步提高不經由蓄電裝置的量， 在這一方面也能夠期待節(jié)能效果。
作為本發(fā)明的變形，例如可以考慮除上述結構以外還附加了上述
起重磁鐵裝置能夠將在其釋放時產生的再生電能能夠以不經由上述 蓄電裝置而供給的方式連接在上述被驅動體的驅動源上的結構的使 用起重磁鐵的作業(yè)機械。
起重磁鐵裝置在移動目的地的磁性部件的釋放時產生再生電能。 此時，在許多情況下，吊桿開始上升，并且旋轉機構為了再次回到移 動源而開始旋轉。根據(jù)該結構，能夠以將再生電能不經由蓄電裝置的 方式供給到從起重磁鐵裝置得到的這些被驅動體的驅動源中，能夠平 滑且高效率地開始這些被驅動體的驅動。
作為本發(fā)明的變形例，可以考慮到例如能夠產生上述作業(yè)機械的
再生電能的被驅動體的驅動源是上述上部旋轉體的旋轉機構的驅動 源的結構。
在使用起重磁鐵的作業(yè)機械的情況下，作為認為在吸附開始時必
定會發(fā)生的動作，有上部旋轉體的旋轉機構的減速*停止。這是因為，
使用起重磁鐵的作業(yè)機械的作業(yè)的大半是將存在于特定的場所的鋼
材等的磁性部件移動到其他場所的作業(yè)。因而，通過能夠將來自上部
旋轉體的旋轉機構的驅動源的再生電能直接供給到起重磁鐵裝置中，
能夠顯著地得到本發(fā)明特有的效果。
作為本發(fā)明的另一變形例，可以考慮例如能夠產生上述作業(yè)機械 的再生電能的被驅動體的驅動源是用來控制上述起重磁鐵裝置的吊
下位置的吊桿的驅動源的結構。
在使用起重磁鐵的作業(yè)機械中，同樣作為認為在吸附開始時必定 會發(fā)生的動作，有用來控制起重磁鐵裝置的吊下位置的吊桿的下降的 減速《停止。這是因為，在使用起重磁鐵的作業(yè)機械的作業(yè)的性質上， 在進行存在于特定的場所的鋼材等的磁性部件的吸附時，需要驅動吊
桿而使起重磁鐵裝置下降到能夠吸附磁性部件的高度，在與吊桿下降 的減速，停止同時開始其吸附的情況較多。因此，如該變形例那樣， 通過能夠從吊桿的驅動源將其再生能量不經由蓄電裝置地對起重磁 鐵裝置供給，能夠顯著地得到本發(fā)明特有的效果。
另外，在這里所謂的"用來控制起重磁鐵裝置的吊下位置的吊桿" 中，除了作為相對于臂的用語而通常使用的狹義的概念的吊桿以外， 在例如將該狹義的吊桿的設置角度固定、為了控制起重磁鐵裝置的吊 下位置而使狹義的臂上下擺動那樣的情況下，也包括包含這樣的臂的 廣義的概念的吊桿。
另外，在本發(fā)明中，與起重磁鐵裝置(不經由蓄電裝置)相互連 接的被驅動體的驅動源也可以如后述的實施方式那樣是兩個以上。
作為本發(fā)明的另 一變形例，可以考慮上述電源具有搭載在上述作
業(yè)機械中的發(fā)動機、和由該發(fā)動機進行發(fā)電的發(fā)電機的結構。
在本發(fā)明中，電源的具體的結構沒有特別地限定，但根據(jù)該變形 例，能夠相應于不經由油壓泵及油壓馬達的量而進行有效率的發(fā)電， 并且通過發(fā)動機與發(fā)電機的容量的選擇，能夠不依賴于起重磁鐵裝置 的容量而可靠地供給其要求的電能。
另外，在這樣將電源由發(fā)動機與發(fā)電機構成的情況下，該發(fā)電機 可以設定為，發(fā)電出從上述起重磁鐵裝置的對象物的吸附開始到釋放 的1周期的勵磁所需要的平均電力。
在本發(fā)明中，由于將在作業(yè)機械的被驅動體中產生的再生能量有 效率地用于起重磁鐵裝置的勵磁的電力供給，所以不需要如以往那樣 進行強勵磁所具備的發(fā)電。因此，能夠使發(fā)電機相應地小型化。此外， 不需要使發(fā)動機為了總是能夠供給最高輸出而總以高速旋轉來預備 地運轉，能夠將發(fā)動機的最大旋轉速度設定得較低。因而，能夠得到 在節(jié)能的同時進行低噪音作業(yè)的優(yōu)點。
反之，即使在作為發(fā)電機而使用例如標準地裝備在作業(yè)設備中的DC24V的交流發(fā)電機的情況下也能夠發(fā)揮以往以上的吸附力，能夠 擴大應用的范圍。
作為本發(fā)明的另一變形例，可以考慮到上述蓄電裝置具有二次電
池及電容器兩者的結構。
根據(jù)該變形例，通過在容量確保的方面良好的二次電池與響應性 良好的電容器的相乘作用，能夠進行大容量且響應性良好的蓄電，能 夠實現(xiàn)操作性良好的大容量的吸附作業(yè)。
在此情況下，如果裝備能夠選擇將回收的再生電能蓄電到上述電 容器或二次電池的哪個中的控制裝置，則能夠最大限度地高效率地實 現(xiàn)上述作業(yè)。
此外，作為本發(fā)明的另一變形例，更優(yōu)選地將上述電源及蓄電裝 置做成以可供給電能的方式連接在上述下部行駛體的驅動源上的結 構。
根據(jù)該變形例，根據(jù)設計，也能夠做成全電化的作業(yè)機械。 本發(fā)明還可以提供一種使用起重磁鐵的作業(yè)機械的運轉方法，該 使用起重磁鐵的作業(yè)機械具備起重磁鐵裝置，具有下部行駛體和上部 旋轉體，其特征在于，該方法包括第l電能供給步驟，將來自電源 的電能儲存到蓄電裝置中；第2電能供給步驟，從上述電源及蓄電裝 置對上述起重磁鐵裝置供給電能；第3電能供給步驟，從能夠產生上 述再生電能的被驅動體的驅動源對上述起重磁鐵裝置不經由上述蓄 電裝置地供給再生電能。
此外，本發(fā)明還可以提供一種使用起重磁鐵的作業(yè)機械的運轉方 法，該使用起重磁鐵的作業(yè)機械具備起重磁鐵裝置，具有下部行駛體 和上部旋轉體，其特征在于，該方法包括第1電能供給步驟，將來 自電源的電能儲存到蓄電裝置中；第2電能供給步驟，從上述電源及 蓄電裝置對上述起重磁鐵裝置供給電能；第3電能供給步驟，從能夠 產生上述再生電能的被驅動體的驅動源對上述起重磁鐵裝置不經由
上述蓄電裝置地供給再生電能；第4電能供給步驟，從上述起重磁鐵 裝置對能夠產生上述再生電能的被驅動體的驅動源，不經由上述蓄電 裝置地供給起重磁鐵裝置的釋放時的再生電能。根據(jù)本發(fā)明，能夠發(fā) 揮起重磁鐵裝置的特性而有效率地利用能量，通過與該作業(yè)機械所要 求的特性對應地設計，能夠用于實現(xiàn)電源及勵磁系統(tǒng)裝置的小型化、 強力化、低成本化、節(jié)能化、低噪音化等。


圖1是有關實施方式1的使用起重磁鐵的作業(yè)機械的塊結構圖。 圖2是有關實施方式2的使用起重磁鐵的作業(yè)機械的塊結構圖。 圖3是有關實施方式3的使用起重磁鐵的作業(yè)機械的塊結構圖。 圖4是有關以往的使用起重磁鐵的作業(yè)機械的塊結構圖。 圖5是圖4的使用起重磁鐵的作業(yè)機械的施加電壓及電流的波形圖。
具體實施例方式
以下，參照

應用了本發(fā)明的使用起重磁鐵的作業(yè)機械的 實施方式的一例。圖1是使用起重磁鐵的作業(yè)機械的塊結構圖。另外， 在圖1及表示后述的實施方式的圖2、圖3中，以與上述相同的標號 表示與圖4的結構要素相同或等同的部分，省略重復的說明。
首先，利用圖1說明有關實施方式1的使用起重磁鐵的作業(yè)機械 的結構。另外，在圖1中，示意地描繪了各設備間的連接關系，與現(xiàn) 實的配線形態(tài)并不一定一致。
在本實施方式1中，在發(fā)動機1的驅動軸上僅安裝有發(fā)電機5。 通過該發(fā)動機1及發(fā)電機5 (更具體地講，通過發(fā)動機1、發(fā)電機5 及將交流變換為直流的變換器6)構成電源。在發(fā)電機5上，經由變 換器6連接著直流線10。另外，在油壓驅動器用的主泵(油壓泵)2
12
的前段，設有將出現(xiàn)在直流線10中的直流電壓變換為交流并輸出的 變換器15、和受該變換器15的交流輸出旋轉驅動的電動機16，上述 主泵2安裝在該電動機16的輸出軸上。
在上述直流線10上，連接有蓄電裝置、以及經由DC—DC變換 器7連接有起重磁鐵裝置8的線圈8a。此外，在該直流線10上，設 有具有將直流變換為交流的逆變器功能、以及將交流變換為直流的變 換器功能兩者的變換裝置17,在該變換裝置17上，連接有具備作為 作業(yè)機械的上部旋轉體的旋轉機構的驅動源的功能的發(fā)電電動機18。 這樣，在本實施方式l中，由于上部旋轉體受發(fā)電電動機18驅動， 所以在控制閥12的另一個切換位置的輸出端口上，連接有除去了旋 轉用以外的僅右行駛用或左行駛用的油壓馬達19。
在上述發(fā)電機5中，發(fā)電出對應于在從起重磁鐵裝置8的對象物 的吸附開始時的強勵磁到釋放時的1周期的勵磁中所需的平均電力 的交流電力，不進行供給強勵磁的電力的主旨的發(fā)電。
作為上述蓄電裝置20，有鋰離子電池等的二次電池或輸入輸出密 度較高的電氣雙層電容器，通過電氣雙層電容器在進行電能的吸收時 能夠得到良好的響應性，通過二次電池能夠進行大容量的電能的儲 存。在本實施方式l中，蓄電裝置20具有二次電池及電容器(都省 略圖示)的兩者，并且能夠由控制裝置9選擇將回收的回收電能蓄電 到二次電池或者電容器的哪個中。另外，在二次電池中，除了鋰離子 年以外還有鎳氫電池、鉛電池等。此外，也可以是與燃料電池的發(fā)電 裝置組合的蓄電裝置。
蓄電裝置20將上述發(fā)電機5的交流輸出通過變換器6變換為直 流，作為直流的電能儲存。此外，蓄電裝置20能夠經由起重磁鐵裝 置8和DC—DC變換器7收送電能。即，在起重磁鐵裝置8的對象 物釋放時，能夠吸收儲存在其線圈8a中的能量而作為直流的電能儲 存，另一方面，在起重磁鐵裝置8的勵磁時，也能夠從該蓄電裝置
20側將儲存的上述直流的電能向起重磁鐵裝置8側供給。
進而，該蓄電裝置20經由變換裝置17在與上述發(fā)電電動機18 之間也具有電能的收送功能。即，蓄電裝置20能夠將在發(fā)電電動機 18的制動時發(fā)電的再生電能經由變換裝置17儲存。另一方面，在發(fā) 電電動機18的動作時，能夠經由變換裝置17對發(fā)電電動機18供給 電能，將該發(fā)電電動機18作為電動機驅動。
這里，在該實施方式1中，做成了在起重磁鐵裝置8與作為上部 旋轉體的旋轉驅動源的發(fā)電電動機18之間相互進行電能的收送(不 經由上述蓄電裝置20)的結構。即，在起重磁鐵裝置8的勵磁時， 能夠將由發(fā)電電動機18回收的再生電能不經由蓄電裝置20而向起重 磁鐵裝置8供給。換言之，僅在例如強勵磁時等、僅通過發(fā)電機5的 發(fā)電電能及發(fā)電電動機18的再生電能不能滿足供給由起重磁鐵裝置 8要求的電力時，從蓄電裝置20對起重磁鐵裝置8進行電力供給。
此外，在起重磁鐵裝置8的釋放時，能夠將由起重磁鐵裝置8回 收的再生電能不經由蓄電裝置20而向發(fā)電電動機18供給。換言之， 僅在僅通過發(fā)電機5的發(fā)電電能及發(fā)電電動機18的再生電能難以進 行發(fā)電電動機18的驅動時，從蓄電裝置20對發(fā)電電動機18進行電 力供給。
在哪種情況下，都在發(fā)電或再生的電能在量上超過了在作業(yè)機械 的任一個部分上此時需要的電能時，將其多余的量儲存到蓄電裝置 22中。
另外，上述發(fā)動機l、主泵2的輸出(吐出流量)、發(fā)電機5、變 換器6、逆變器15、變換裝置17及電動機16等的各設備都通過控制 裝置9內的控制電路經由未圖示的繼電器、開關元件等控制。
接著，說明上述那樣構成的使用起重磁鐵的作業(yè)機械的作用。發(fā) 電機5由發(fā)動機1直接旋轉驅動而發(fā)電交流電力。由該發(fā)電機5發(fā)電 的交流電力在由變換器6變換為直流后，分別經由DC—DC變換器7
作為起重磁鐵裝置8的線圈8a的勵磁用的電力被供給。此外，還經 由變換裝置17對上部旋轉體驅動用的發(fā)電電動機18供給。進而，還 經由逆變器15對所需的油壓驅動器驅動用的電動機16供給。這樣， 基本上通過發(fā)電機5發(fā)電的電力來驅動起重磁鐵裝置8的線圈8a、 上部旋轉體的發(fā)電電動機18及所需的油壓驅動器驅動用的電動機 16。
這里，更詳細地說明將起重磁鐵裝置8的線圈8a勵磁的情況。 在發(fā)電機5中，如上所述，發(fā)電出對應于從起重磁鐵裝置8的對象物
吸附開始時的強勵磁到釋放時的1周期的勵磁所需的平均電力的交 流電力。如果將連接在控制裝置9上的控制開關開啟，則發(fā)電機5的 交流輸出在被變換器6變換為直流后，由DC—DC變換器7變換為 所需水平的直流電壓，供給到起重磁鐵裝置8的線圈8a中。
通過向該線圈8a的直流電壓的施加，將起重磁鐵裝置8勵磁， 開始對象物的吸附。在吸附的開始時，需要強勵磁所需的大電力。因 而，除了由發(fā)電機5發(fā)電的電能以外，在旋轉體驅動用的發(fā)電電動機 18側得到再生電能時，將該再生電能(不迂回到蓄電裝置20側)直 接供給到該起重磁鐵裝置8中。
使用起重磁鐵的作業(yè)機械反復進行將鐵材等的磁性部件從特定 的場所移動到其他場所的作業(yè)的情況較多，在許多情況下，在吸附的 同時、或者前后移動而進行上部旋轉體的旋轉機構的減速、停止。因 此，通過此時將從發(fā)電電動機18回收的再生電能不通過蓄電裝置20 而原樣送入到起重磁鐵裝置8中，能夠有效率地供給強勵磁所需的電 力的一部分。
另外，對于即使這樣也不夠的量，從儲存有直流的電能的蓄電裝 置20側也補充該不夠的量，對起重磁鐵裝置8進行電能的供給。
在起重磁鐵裝置8的強勵磁后，進行通過額定電壓的施加進行的 額定勵磁。在該額定勵磁期間后的將額定電壓的施加停止的釋放時，再生儲存在起重磁鐵裝置8的線圈8a中的電能。另外，在該再生時， 在進入到為了驅動上部旋轉體而驅動發(fā)電電動機18的態(tài)勢時，該再 生電能與由發(fā)電機5發(fā)電的電能一起用于該發(fā)電電動機18的驅動。 結果，在出現(xiàn)剩余時，將該剩余的量儲存到蓄電裝置20中，在發(fā)生 了不夠時，從蓄電裝置20供給該不夠的量。
在向線圈8a的額定電壓施加的停止后，為了進行消磁而反向地 施加規(guī)定電壓。該反向的規(guī)定電壓的施加是通過圖示省略的極性切換 電路、切換來自DC—DC變換器7的輸出直流電壓的極性而進行的。 在從消磁開始經過規(guī)定時間后，停止該反向的電壓施加，起重作業(yè)結 束。
進而，在通過發(fā)電機5的發(fā)電電力旋轉驅動所需的油壓驅動器驅 動用的電動機16的情況下，發(fā)電機5的交流輸出在被變換器6變換 為直流后，經由逆變器15供給到發(fā)電機16中。并且，在該所需的油 壓驅動器驅動時，也從蓄電裝置20對電動機16適當?shù)毓┙o電力。
如上所述，在有關本實施方式l的使用起重磁鐵的作業(yè)機械中， 通過由發(fā)動機1直接旋轉驅動發(fā)電機5，發(fā)電效率提高，能夠高效率 地將起重磁鐵裝置8勵磁，并且能夠使上部旋轉體驅動用的發(fā)電電動 機18高效率地動作，還能夠將在起重磁鐵裝置8及發(fā)電電動機18中 分別產生的再生電能相互有效率地向對方側供給，整體能夠實現(xiàn)能量 效率很高的運轉。
艮P，特別是，在起重磁鐵裝置8的強勵磁中也能夠供給充分的電 能，并且，對于發(fā)電機5或蓄電裝置20的哪一個，都不需要一定確 保供給起重磁鐵裝置8的強勵磁時的電能的容量。
結果，能夠使用相應地比以往容量小的發(fā)動機、或者蓄電裝置、 或者使發(fā)動機以更低速運轉，能夠實現(xiàn)起重磁鐵裝置8及有關上部旋 轉體的驅動系統(tǒng)的裝置的小型化、低成本化、節(jié)能化或低噪音化。
接著，按照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式2。圖2是使用起重
磁鐵的作業(yè)機械的塊結構圖。
在發(fā)動機l的驅動軸la上，經由第l、第2變速機30、 32安裝 有與該發(fā)動機1 一起構成電源、不僅作為發(fā)電機、還作為電動機發(fā)揮 功能的發(fā)電電動機21、和油壓驅動器用的主泵2。
第1變速機30由組裝在發(fā)電電動機21的驅動軸21a上的小齒輪 34、組裝在發(fā)動機1的驅動軸la上的齒輪36構成，在從發(fā)電電動機 21側觀察發(fā)動機1時具有作為減速機的功能，在從發(fā)動機1側觀察 發(fā)電電動機21時具有作為增速機的功能。此外，第2變速機32由上 述齒輪36及組裝在主泵2的驅動軸2a上的小齒輪38構成，從發(fā)動 機1側觀察泵2時具有作為增速機的功能。
其他結構與上述實施方式1的結構同樣。
并且，通過經由變速機300、 32由發(fā)動機一起旋轉驅動發(fā)電電動 機21和主泵2，從發(fā)電電動機21發(fā)電交流電力。由該發(fā)電電動機21 發(fā)電的交流電力在被變換裝置22變換為直流電力后，達到直流線10。 關于蓄電裝置20、 DC—DC變換器7、起重磁鐵裝置8、變換裝置17 及發(fā)電電動機18的結構、作用，與上述的實施方式1基本上同樣。
另一方面，在主泵2進行的所需的油壓驅動器的驅動時，在主泵 2中需要高負荷時，從蓄電裝置20經由變換裝置22對發(fā)電電動機21 供給電力，將該發(fā)電電動機21作為電動機驅動。由此，能夠進行發(fā) 動機1的轉矩輔助而從主泵2得到對應于上述高負荷的泵輸出。
這樣，在有關本實施方式2的使用起重磁鐵的作業(yè)機械中，能夠 得到與上述實施方式1的作用效果大致同樣的作用效果，進而，在主 泵2中需要高負荷時，能夠從蓄電裝置20對發(fā)電電動機21供給電力 而將該發(fā)電電動機21作為電動機驅動，進行發(fā)動機1的轉矩輔助。 因此，即使發(fā)動機1是小型的也能夠從主泵2得到對應于上述高負荷 的泵輸出。此外，不僅關于起重磁鐵裝置8及發(fā)電電動機18，關于 主泵2的驅動，也不需要使發(fā)動機1總是為了供給最高輸出而以高速
旋轉預備地運轉，能夠將發(fā)動機1的最大轉速設定得更低，能夠更加 節(jié)能，同時能夠進行低噪音作業(yè)。
另外，在上述圖l及圖2的結構中，在上述直流線10與蓄電裝 置20之間也可以夾裝電壓調節(jié)用的升降壓變換器。此外，在上述直 流線10上連接圖中沒有記載的帶再生功能的電動驅動器也能夠得到 與發(fā)電電動機18同樣的效果。
圖3中表示本發(fā)明的實施方式3。在該實施方式3中，以有關前 面的實施方式2的結構為基礎，在用來驅動吊桿的吊桿壓力缸13B 的底側連接有泵馬達52，還連結有發(fā)電電動機54。發(fā)電電動機54經 由變換裝置56連接在直流線10上。
通過該結構，在使吊桿壓力缸13B收縮時(使吊桿下降時)能夠 經由雙向泵馬達52及發(fā)電電動機54再生存在于底側的壓油的能量， 與在前面的實施方式1、2中在旋轉機構用的發(fā)電電動機18中回收的 再生電能同樣，能夠將其作為起重磁鐵裝置8的驅動用電能利用。
在吊桿壓力缸13B收縮時能夠回收的再生電能在量上很大，將其 (不經由蓄電裝置20)原樣用于起重磁鐵裝置8的勵磁的效果較大。 結果，特別是能夠更有效率地供給起重磁鐵裝置8的強勵磁的大電 力。
此外，該結構中，吊桿自身的驅動基本上是由油壓驅動系統(tǒng)實現(xiàn) 的，并不是將吊桿驅動完全電動化。因此，不需要準備用來驅動吊桿 的大型的電動機、以及也驅動該大型的電動機的大容量的電源系統(tǒng)。 因此，基本上對以往的結構施加一些改變就能夠進行有效率的能量利 用。
進而，在該結構中，在使吊桿壓力缸13B伸長時(使吊桿上升時), 除了油壓泵2A、 2B的路徑的驅動以外，根據(jù)需要可以從變換裝置 56—發(fā)電電動機54—雙向泵馬達52的路徑也供給壓油，能夠更平滑 地進行吊桿的上升動作。
另外，來自該吊桿壓力缸13B的再生電能也(在作業(yè)機械整體中 發(fā)生了剩余時)能夠適當?shù)匚铡⑿铍姷叫铍娧b置20中。 另外，本發(fā)明只要不脫離本發(fā)明的主旨就能夠進行各種改變，并且， 本發(fā)明當然也包括該改變后的技術。例如，在上述實施方式1 3中 都留有油壓驅動的部分，但在將下部行駛體的驅動源也通過來自蓄電 裝置的電能驅動那樣的作業(yè)機械、以及將油壓驅動的部分全部去掉而 全電化的作業(yè)機械等中也能夠應用本發(fā)明。
工業(yè)實用性
能夠應用到在例如建設機械等中較多地采用的、使用起重磁鐵的 作業(yè)機械中。
權利要求
1、一種使用起重磁鐵的作業(yè)機械，具備起重磁鐵裝置，具有下部行駛體和上部旋轉體，其特征在于，具備電源；蓄電裝置，儲存來自該電源的電能；以及被驅動體的驅動源，能夠產生上述作業(yè)機械的再生電能；上述電源及蓄電裝置以可供給電能的方式連接在上述起重磁鐵裝置上，并且，上述能夠產生再生電能的被驅動體的驅動源以可供給自身的再生電能的方式連接在上述蓄電裝置上，并且以將該再生電可不經由上述蓄電裝置而供給的方式連接在上述起重磁鐵裝置上。
2、 一種使用起重磁鐵的作業(yè)機械，具備起重磁鐵裝置，具有下 部行駛體和上部旋轉體，其特征在于，具備 電源；蓄電裝置，儲存來自該電源的電能；以及 被驅動體的驅動源，能夠產生上述作業(yè)機械的再生電能； 上述電源及蓄電裝置以可供給電能的方式連接在上述起重磁鐵 裝置上，上述能夠產生再生電能的被驅動體的驅動源以可供給自身的再 生電能的方式連接在上述蓄電裝置上，并且以將該再生電能可不經由 上述蓄電裝置而供給的方式連接在上述起重磁鐵裝置上，并且，上述起重磁鐵裝置能夠以將在其釋放時產生的再生電能不經由 上述蓄電裝置而供給的方式連接在上述被驅動體的驅動源上。
3、 如權利要求1或2所述的使用起重磁鐵的作業(yè)機械，其特征 在于，能夠產生上述作業(yè)機械的再生電能的被驅動體的驅動源是上述 上部旋轉體的旋轉機構的驅動源。
4、 如權利要求1 3中任一項所述的使用起重磁鐵的作業(yè)機械， 其特征在于，能夠產生上述作業(yè)機械的再生電能的被驅動體的驅動源是用來 控制上述起重磁鐵裝置的吊下位置的吊桿的驅動源。
5、 如權利要求1 4中任一項所述的使用起重磁鐵的作業(yè)機械， 其特征在于，上述電源具有搭載在上述作業(yè)機械中的發(fā)動機、和通過該發(fā)動機 的作用進行發(fā)電的發(fā)電機。
6、 如權利要求5所述的使用起重磁鐵的作業(yè)機械，其特征在于， 上述發(fā)電機設定為，產生出從上述起重磁鐵裝置的對象物的吸附開始到釋放為止的1周期的勵磁所需要的平均電力。
7、 如權利要求1 6中任一項所述的使用起重磁鐵的作業(yè)機械， 其特征在于，上述蓄電裝置具有二次電池及電容器兩者。
8、 如權利要求7所述的使用起重磁鐵的作業(yè)機械，其特征在于， 還具備能夠選擇將回收的再生電能蓄電到上述電容器或二次電池中的某一個中的控制裝置。
9、 如權利要求1 8中任一項所述的使用起重磁鐵的作業(yè)機械， 其特征在于，上述電源及蓄電裝置以可供給電能的方式連接在上述下部行駛 體的驅動源上。
10、 一種使用起重磁鐵的作業(yè)機械的運轉方法，該使用起重磁鐵 的作業(yè)機械具備起重磁鐵裝置，具有下部行駛體和上部旋轉體，其特 征在于， 該方法包括第1電能供給步驟，將來自電源的電能儲存到蓄電裝置中； 第2電能供給步驟，從上述電源及蓄電裝置對上述起重磁鐵裝置 供給電能；第3電能供給步驟，從能夠產生上述再生電能的被驅動體的驅動 源對上述起重磁鐵裝置不經由上述蓄電裝置地供給再生電能。
11、 一種使用起重磁鐵的作業(yè)機械的運轉方法，該使用起重磁鐵 的作業(yè)機械具備起重磁鐵裝置，具有下部行駛體和上部旋轉體，其特 征在于，該方法包括第l電能供給步驟，將來自電源的電能儲存到蓄電裝置中； 第2電能供給步驟，從上述電源及蓄電裝置對上述起重磁鐵裝置 供給電能；第3電能供給步驟，從能夠產生上述再生電能的被驅動體的驅動 源對上述起重磁鐵裝置不經由上述蓄電裝置地供給再生電能；第4電能供給步驟，從上述起重磁鐵裝置對能夠產生上述再生電 能的被驅動體的驅動源，不經由上述蓄電裝置地供給起重磁鐵裝置的 釋放時的再生電能。
全文摘要
本發(fā)明的使用起重磁鐵的作業(yè)機械能夠高效率地將起重磁鐵裝置勵磁并實現(xiàn)有關起重磁鐵裝置的勵磁系統(tǒng)的裝置的小型化，還能在節(jié)能化的同時進行低噪音作業(yè)。作業(yè)機械除了起重磁鐵裝置(8)以外，還具備構成電源的發(fā)動機(1)及發(fā)電機(5)、儲存來自該電源的電能的蓄電裝置(20)、和能夠產生再生電能的上部旋轉體驅動用的發(fā)電電動機(18)。上述電源及蓄電裝置(20)以可供給電能的方式連接在上述起重磁鐵裝置(8)上，并且，上部旋轉體驅動用的發(fā)電電動機(18)以可供給自身的再生電能的方式連接在上述蓄電裝置(20)上，并且可將該再生電能以不經由上述蓄電裝置(20)而供給的方式連接在上述起重磁鐵裝置(8)上。
文檔編號B66C1/00GK101111446SQ20058004751
公開日2008年1月23日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權日2005年1月31日
發(fā)明者久保隆, 佐野公則, 小森谷忠夫, 石山寬 申請人:住友建機制造株式會社