特許 7666871 作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-14

(45)【発行日】2025-04-22

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20250415BHJP

   B66C 13/16 20060101ALI20250415BHJP

   G01G 19/10 20060101ALI20250415BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 P

B66C13/16 F

G01G19/10 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022565507

(86)(22)【出願日】2021-11-30

(86)【国際出願番号】 JP2021043852

(87)【国際公開番号】W WO2022114220

(87)【国際公開日】2022-06-02

【審査請求日】2024-07-12

(31)【優先権主張番号】P 2020198907

(32)【優先日】2020-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】平沼 一則

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１４５７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１８０５５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／００２８５０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｂ６６Ｃ １３／１６

Ｇ０１Ｇ １９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回機構を介して搭載される上部旋回体と、
少なくともブームを有し、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記アタッチメントに取り付けられる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を励磁するための供給電圧を制御する電力制御装置と、
制御部と、を備える、作業機械であって、
前記制御部は、
前記ブームシリンダのブームシリンダ圧に基づいて、前記リフティングマグネットで搬送される搬送物の重量を計測する重量算出部と、
前記アタッチメントの振動を抑制する指令を生成する振動抑制制御部と、を有し、
前記振動抑制制御部は、前記電力制御装置に前記供給電圧を制御する指令を生成する、
作業機械。

【請求項2】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回機構を介して搭載される上部旋回体と、
少なくともブームを有し、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記ブームシリンダに作動油を供給する油圧回路と、
前記アタッチメントに取り付けられる作業具と、
制御部と、を備える、作業機械であって、
前記制御部は、
前記ブームシリンダのブームシリンダ圧に基づいて、前記作業具で搬送される搬送物の重量を計測する重量算出部と、
前記アタッチメントの振動を抑制する指令を生成する振動抑制制御部と、を有し、
前記油圧回路は、
前記ブームシリンダに供給する作動油の流れを切り替える制御弁と、
前記ブームシリンダのロッド側油室の作動油を作動油タンクに排出させる第１バイパス流路に設けられた第１電磁リリーフ弁と、
前記ブームシリンダのボトム側油室の作動油を前記作動油タンクに排出させる第２バイパス流路に設けられた第２電磁リリーフ弁と、を有し、
前記振動抑制制御部は、前記第１電磁リリーフ弁及び前記第２電磁リリーフ弁に対して前記ブームシリンダの圧力変化を抑制する指令を生成する、
作業機械。

【請求項3】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回機構を介して搭載される上部旋回体と、
少なくともブームを有し、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記ブームシリンダに供給させる作動油を制御するコントロールバルブと、
前記アタッチメントに取り付けられる作業具と、
制御部と、を備える、作業機械であって、
前記制御部は、
前記ブームシリンダのブームシリンダ圧に基づいて、前記作業具で搬送される搬送物の重量を計測する重量算出部と、
前記アタッチメントの振動を抑制する指令を生成する振動抑制制御部と、を有し、
前記コントロールバルブは、パイロット圧によって作動する制御弁であって、
前記振動抑制制御部は、前記コントロールバルブにパイロット圧を入力するパイロットラインに設けられた減圧弁に対して前記ブームシリンダの圧力変化を抑制する指令を生成する、
作業機械。

【請求項4】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回機構を介して搭載される上部旋回体と、
少なくともブームを有し、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記ブームシリンダに供給させる作動油を制御するコントロールバルブと、
前記アタッチメントに取り付けられる作業具と、
制御部と、を備える、作業機械であって、
前記制御部は、
前記ブームシリンダのブームシリンダ圧に基づいて、前記作業具で搬送される搬送物の重量を計測する重量算出部と、
前記アタッチメントの振動を抑制する指令を生成する振動抑制制御部と、を有し、
前記コントロールバルブは、パイロット圧によって作動する制御弁であって、
前記振動抑制制御部は、前記コントロールバルブにパイロット圧を入力するパイロットラインに設けられた電磁弁に対して前記ブームシリンダの圧力変化を抑制する指令を生成する、
作業機械。

【請求項5】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回機構を介して搭載される上部旋回体と、
少なくともブームを有し、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記ブームシリンダに供給させる作動油を制御するコントロールバルブと、
前記アタッチメントに取り付けられる作業具と、
制御部と、を備える、作業機械であって、
前記制御部は、
前記ブームシリンダのブームシリンダ圧に基づいて、前記作業具で搬送される搬送物の重量を計測する重量算出部と、
前記アタッチメントの振動を抑制する指令を生成する振動抑制制御部と、を有し、
前記コントロールバルブは、電磁制御弁であって、
前記振動抑制制御部は、前記コントロールバルブに対して前記ブームシリンダの圧力変化を抑制する指令を生成する、
作業機械。

【請求項6】

前記振動抑制制御部は、ブーム上げ操作時に前記アタッチメントで生じる振動を抑制する、
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の作業機械。

【請求項7】

前記重量算出部は、
前記アタッチメントの振動が所定の閾値以下の場合に、前記搬送物の重量を算出する、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業具を先端に備える作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、スクラップを吸着するリフティングマグネットを備える作業機械において、スクラップの荷重を測定する荷重測定手段を有する作業機械の荷重測定装置が開示されている。また、実転倒モーメントが定格荷重曲線で規定する転倒モーメントを超えた場合、それ以上の作業半径の拡大を制限することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－２０１６７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、リフティングマグネットを備える作業機械において、リフティングマグネットで鉄屑等の吊荷（搬送物）を吸着して吊り上げる際、作業機械のアタッチメント（ブーム）に振動が発生するおそれがある。これは、リフティングマグネットを備える作業機械では、アタッチメントの先端に設けられるリフティングマグネット及び吊荷の重量が重いために、アタッチメント（ブーム）に振動が発生する。また、リフティングマグネットを備える作業機械の作業では、上部旋回体から離れた位置の吊荷を吊り上げて運搬することがある。この場合、アタッチメントを伸ばした姿勢で吊荷を吊り上げるために、アタッチメント（ブーム）に振動が発生する。この様に、アタッチメント（ブーム）に振動が発生することでブームシリンダ圧力が振動する。このため、ブームシリンダ圧力に基づいて吊荷の重量を検出する際、好適に吊荷の重量を計測できないおそれがある。

【0005】

そこで、上記課題に鑑み、精度よく搬送物の重量を算出する作業機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、下部走行体と、前記下部走行体に旋回機構を介して搭載される上部旋回体と、少なくともブームを有し、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アタッチメントに取り付けられる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を励磁するための供給電圧を制御する電力制御装置と、制御部と、を備える、作業機械であって、前記制御部は、前記ブームシリンダのブームシリンダ圧に基づいて、前記リフティングマグネットで搬送される搬送物の重量を計測する重量算出部と、前記アタッチメントの振動を抑制する指令を生成する振動抑制制御部と、を有し、前記振動抑制制御部は、前記電力制御装置に前記供給電圧を制御する指令を生成する、作業機械が提供される。

【発明の効果】

【0007】

上述の実施形態によれば、精度よく搬送物の重量を算出する作業機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る作業機械の側面図である。

【図2】図１に示す作業機械に搭載される駆動系の構成例を示すブロック図である。

【図3】本実施形態に係る作業機械が吊荷を吊り下げる際の様子を示す模式図である。

【図4】第１実施例に係る作業機械におけるブームシリンダの油圧回路を説明する図である。

【図5】第１実施例に係る作業機械における他のブームシリンダの油圧回路を説明する図である。

【図6】第２実施例に係る作業機械におけるブームシリンダの油圧回路を説明する図である。

【図7】第２実施例に係る作業機械における電気式操作システムの構成例を示す図である。

【図8】第２実施例に係る作業機械における他の電気式操作システムの構成例を示す図である。

【図9】第３実施例に係る作業機械におけるリフティングマグネットの供給電圧の切り換えを説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

【0010】

＜作業機械の概要＞
図１は、本実施形態に係る作業機械１００の側面図である。作業機械１００の下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメント（作業具）としてのリフティングマグネット６が取り付けられている。ブーム４及びアーム５はアタッチメントの一例である作業アタッチメントを構成している。そして、ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、リフティングマグネット６はリフティングマグネットシリンダ９で駆動される。なお、本実施形態において、アタッチメントの先端に取り付けられ搬送物の搬送に用いることができる作業具（搬送機構）はリフティングマグネット６であるが、作業の種類によって、土砂等を掘削及び搬送するバケットや、グラップル、解体用フォーク、チェーンソーを含むハーベスタ等の他の作業具が取り付けられてもよい。

【0011】

ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、リフティングマグネット６にはリフティングマグネット角度センサＳ３が取り付けられている。上部旋回体３には、コントローラ３０、表示装置４０、空間認識装置８０、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５が取り付けられている。

【0012】

ブーム角度センサＳ１は、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度であるブーム角度を検出するように構成されている。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ブームフートピン回りのブーム４の回転角度を検出する回転角度センサ、ブームシリンダ７のストローク量（ブームストローク量）を検出するシリンダストロークセンサ、又は、ブーム４の傾斜角度を検出する傾斜（加速度）センサ等であってもよく、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせであってもよい。ブーム４に対するアーム５の回動角度であるアーム角度を検出するアーム角度センサＳ２、及び、アーム５に対するリフティングマグネット６の回動角度であるリフティングマグネット角度を検出するリフティングマグネット角度センサＳ３についても同様である。

【0013】

機体傾斜センサＳ４は水平面に対する上部旋回体３の傾斜（機体傾斜角度）を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の前後軸及び左右軸回りの傾斜角度を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交して作業機械１００の旋回軸上の一点である機械中心点を通る。

【0014】

旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。本実施形態では、ジャイロセンサである。レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。

【0015】

空間認識装置８０は作業機械１００の周囲を撮像するように構成されている。空間認識装置８０は、例えば、単眼カメラ、ステレオカメラ、距離画像カメラ、赤外線カメラ又はＬＩＤＡＲ等である。図１の例では、空間認識装置８０は、上部旋回体３の上面前端に取り付けられたフロントカメラ８０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられたバックカメラ８０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左カメラ８０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右カメラ８０Ｒ（図１では不可視。）を含む。

【0016】

そして、空間認識装置８０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。また、空間認識装置８０は、空間認識装置８０又は作業機械１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。撮像した画像を利用するだけでなく、空間認識装置８０としてミリ波レーダ、超音波センサ、又はレーザレーダ等を利用する場合には、多数の信号（レーザ光等）を物体に発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を検出してもよい。

【0017】

空間認識装置８０は、作業機械１００の周囲に存在する物体を検知するように構成されている。物体は、例えば、ダンプトラック、地形形状（傾斜、穴等）、電線、電柱、人、動物、車両、建設機械、建造物、壁、ヘルメット、安全ベスト、作業服、又は、ヘルメットにおける所定のマーク等である。このようにして、空間認識装置８０は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも１つを識別できるように構成されていてもよい。例えば、空間認識装置８０は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。

【0018】

ブームシリンダ７にはブームシリンダ７用の圧力センサとして、ブームロッド圧センサＳ６ａ、ブームボトム圧センサＳ６ｂ、及び、ブームシリンダストロークセンサＳ７が取り付けられていてもよい。アームシリンダ８にはアームシリンダ８用の圧力センサとして、アームロッド圧センサＳ６ｃ、アームボトム圧センサＳ６ｄ、及び、アームシリンダストロークセンサＳ８が取り付けられていてもよい。リフティングマグネットシリンダ９にはリフティングマグネットシリンダ９用の圧力センサとして、リフティングマグネットロッド圧センサＳ６ｅ、リフティングマグネットボトム圧センサＳ６ｆ、及び、リフティングマグネットシリンダストロークセンサＳ９が取り付けられていてもよい。

【0019】

ブームロッド圧センサＳ６ａはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ６ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ６ｃはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ６ｄはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。リフティングマグネットロッド圧センサＳ６ｅはリフティングマグネットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「リフティングマグネットロッド圧」とする。）を検出し、リフティングマグネットボトム圧センサＳ６ｆはリフティングマグネットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「リフティングマグネットボトム圧」とする。）を検出する。

【0020】

上部旋回体３には、運転室としてのキャブ１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載されている。

【0021】

また、上部旋回体３上にはキャブ１０がキャブ昇降装置９０を介して昇降可能に設けられている。以下では、このように昇降可能なキャブを「エレベータキャブ」と称する場合がある。なお、図１は、キャブ昇降装置９０によりキャブ１０が最高位置まで上昇した状態を示す。また、キャブ１０は、ブーム４の側方（通常、左側）に配置されている。

【0022】

図２は、作業機械１００に搭載される駆動系の構成例を示す図である。図２において、機械的動力伝達系は二重線、作動油ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気制御系は一点鎖線、電気駆動系は太点線でそれぞれ示される。

【0023】

作業機械１００の駆動系は、主に、エンジン１１、メインポンプ１４、油圧ポンプ１４Ｇ、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、コントローラ３０及びエンジン制御装置７４で構成されている。

【0024】

エンジン１１は、作業機械１００の動力源であり、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸は、オルタネータ１１ａ、メインポンプ１４、油圧ポンプ１４Ｇ及びパイロットポンプ１５の入力軸のそれぞれに接続されている。

【0025】

メインポンプ１４は、作動油ライン１６を介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。

【0026】

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御信号等に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４の吐出量を制御する。

【0027】

パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して操作装置２６を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。

【0028】

コントロールバルブ１７は、作業機械１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、リフティングマグネットシリンダ９、左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ及び旋回用油圧モータ２Ａのうちの１又は複数のものに対し、メインポンプ１４が吐出する作動油を選択的に供給する。なお、以下の説明では、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、リフティングマグネットシリンダ９、左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ及び旋回用油圧モータ２Ａを集合的に「油圧アクチュエータ」と称する。

【0029】

操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットポンプ１５からの作動油をコントロールバルブ１７内にある対応する流量制御弁のパイロットポートに供給してパイロット圧を生成する。具体的には、操作装置２６は、旋回操作及びアーム操作のための左操作レバー、ブーム操作及びリフティングマグネット操作のための右操作レバー、走行ペダル、並びに、走行レバー（何れも図示せず。）等を含む。パイロット圧は、操作装置２６の操作内容（例えば操作方向及び操作量を含む。）に応じて変化する。

【0030】

操作圧センサ２９は、操作装置２６が生成するパイロット圧を検出する。本実施形態では、操作圧センサ２９は、操作装置２６が生成したパイロット圧を検出し、その検出値をコントローラ３０に対して出力する。コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力に基づいて操作装置２６のそれぞれの操作内容を把握する。

【0031】

コントローラ３０は、各種演算を実行する制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、揮発性記憶装置及び不揮発性記憶装置等を備えたマイクロコンピュータである。コントローラ３０は、例えば、各種機能に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、それらプログラムのそれぞれに対応する処理をＣＰＵに実行させる。

【0032】

油圧ポンプ１４Ｇは作動油ライン１６ａを介して作動油を油圧モータ６０に供給する。本実施形態では、油圧ポンプ１４Ｇは固定容量型油圧ポンプであり、切換弁６１を通じて油圧モータ６０に作動油を供給する。

【0033】

切換弁６１は、油圧ポンプ１４Ｇが吐出する作動油の流れを切り換えるように構成されている。本実施形態では、切換弁６１はコントローラ３０からの制御指令に応じて弁位置が切り換わる電磁弁である。切換弁６１は、油圧ポンプ１４Ｇと油圧モータ６０との間を連通させる第１弁位置と、油圧ポンプ１４Ｇと油圧モータ６０との間を遮断する第２弁位置とを有する。

【0034】

コントローラ３０は、モード切換スイッチ６２が操作されて作業機械１００の動作モードがリフティングマグネットモードに切り換えられると、切換弁６１に対して制御信号を出力して切換弁６１を第１弁位置に切り換える。また、コントローラ３０は、モード切換スイッチ６２が操作されて作業機械１００の動作モードがリフティングマグネットモード以外に切り換えられると、切換弁６１に対して制御信号を出力して切換弁６１を第２弁位置に切り換える。図２は、切換弁６１が第２弁位置にある状態を示す。

【0035】

モード切換スイッチ６２は、作業機械１００の動作モードを切り換えるスイッチである。本実施形態では、キャブ１０内に設置されるロッカスイッチである。操作者はモード切換スイッチ６２を操作してショベルモードとリフティングマグネットモードとを二者択一的に切り換える。ショベルモードは作業機械１００を掘削機（ショベル）として作動させるときの動作モードであり、例えばリフティングマグネット６の代わりにバケットがアーム５の先端に取り付けられているときに選択される。リフティングマグネットモードは作業機械１００をリフティングマグネット付き作業機械として作動させるときのモードであり、リフティングマグネット６がアーム５の先端に取り付けられているときに選択される。なお、コントローラ３０は各種センサの出力に基づいて作業機械１００の動作モードを自動的に切り換えてもよい。

【0036】

リフティングマグネットモードが選択された場合、切換弁６１は第１弁位置に設定され、油圧ポンプ１４Ｇが吐出する作動油を油圧モータ６０に流入させる。一方、リフティングマグネットモード以外の動作モードが選択された場合、切換弁６１は第２弁位置に設定され、油圧ポンプ１４Ｇが吐出する作動油を油圧モータ６０に流入させることなく作動油タンクに流出させる。

【0037】

油圧モータ６０の回転軸は発電機６３の回転軸に機械的に連結されている。発電機６３は、リフティングマグネット６を励磁するための電力を生成する。本実施形態では、発電機６３は電力制御装置６４からの制御指令に応じて動作する交流発電機である。

【0038】

電力制御装置６４はリフティングマグネット６を励磁するための電力の供給・遮断を制御する。本実施形態では、電力制御装置６４は、コントローラ３０からの発電開始指令・発電停止指令に応じて発電機６３による交流電力の発電の開始・停止を制御する。また、電力制御装置６４は発電機６３が発電した交流電力を直流電力に変換してリフティングマグネット６に供給する。また、電力制御装置６４はリフティングマグネット６に印加される電圧の大きさ、及び、リフティングマグネット６を流れる電流の大きさを制御できる。

【0039】

コントローラ３０は、リフティングマグネットスイッチ６５がオン操作されてオン状態になると電力制御装置６４に対して吸着指令を出力する。吸着指令を受けた電力制御装置６４は、発電機６３が発電した交流電力を直流電力に変換してリフティングマグネット６に供給し、リフティングマグネット６を励磁する。励磁されたリフティングマグネット６は物体（磁性体）を吸着可能な吸着状態となる。

【0040】

また、コントローラ３０は、リフティングマグネットスイッチ６５がオフ操作されてオフ状態になると電力制御装置６４に対して釈放指令を出力する。釈放指令を受けた電力制御装置６４は、発電機６３による発電を中止させ、吸着状態にあるリフティングマグネット６を非吸着状態（釈放状態）にする。リフティングマグネット６の釈放状態は、リフティングマグネット６への電力供給が中止されてリフティングマグネット６が発生させていた電磁力が消失した状態を意味する。

【0041】

リフティングマグネットスイッチ６５は、リフティングマグネット６の吸着・釈放を切り換えるスイッチである。本実施形態では、リフティングマグネットスイッチ６５は、左操作レバー２６Ｌの頂部に設けられる押しボタンスイッチとしての弱励磁ボタン６５Ａ及び強励磁ボタン６５Ｂと、右操作レバー２６Ｒの頂部に設けられる押しボタンスイッチとしての釈放ボタン６５Ｃとを含む。

【0042】

弱励磁ボタン６５Ａは、リフティングマグネット６に所定の電圧を印加してリフティングマグネット６を吸着状態（弱吸着状態）にするための入力装置の一例である。所定の電圧は、例えば、磁力調節ダイヤル６６を通じて設定される電圧である。

【0043】

強励磁ボタン６５Ｂは、リフティングマグネット６に許容最大電圧を印加してリフティングマグネット６を吸着状態（強吸着状態）にするための入力装置の一例である。

【0044】

釈放ボタン６５Ｃは、リフティングマグネット６を釈放状態にするための入力装置の一例である。

【0045】

磁力調節ダイヤル６６は、リフティングマグネット６の磁力（吸着力）を調節するためのダイヤルである。本実施形態では、磁力調節ダイヤル６６はキャブ１０内に設置され、弱励磁ボタン６５Ａが押されたときのリフティングマグネット６の磁力（吸着力）を４段階で切り換えできるように構成されている。具体的には、磁力調節ダイヤル６６は、第１レベルから第４レベルの４段階でリフティングマグネット６の磁力（吸着力）を切り換えできるように構成されている。図２は、磁力調節ダイヤル６６で第３レベルが選択された状態を示す。

【0046】

リフティングマグネット６は、磁力調節ダイヤル６６で設定されたレベルの磁力（吸着力）を発生させるように制御される。磁力調節ダイヤル６６は、磁力（吸着力）のレベルを示すデータをコントローラ３０に対して出力する。

【0047】

この構成により、操作者は、左手で左操作レバー２６Ｌを操作し且つ右手で右操作レバー２６Ｒを操作して作業アタッチメントを動作させながら、指でリフティングマグネット６による物体（磁性体）の吸着及び釈放を実行できる。典型的には、操作者は、物体（例えば鉄屑等）にリフティングマグネット６を接触させた状態で弱励磁ボタン６５Ａを押して鉄屑をリフティングマグネット６に吸着させる。その後、操作者は、ブーム４を緩やかに上昇させ、鉄屑を吸着したリフティングマグネット６を持ち上げた後で、強励磁ボタン６５Ｂを押してリフティングマグネット６の磁力（吸着力）を増大させる。アタッチメント操作（ブーム操作、アーム操作及びバケット操作の少なくとも１つを含む操作）又は旋回操作による鉄屑の運搬中において、鉄屑がリフティングマグネット６から落ちるのを防止するためである。

【0048】

また、操作者は、磁力調節ダイヤル６６でリフティングマグネット６の磁力（吸着力）を調節することで、物体の仕分けを行うことができる。操作者は、例えば、比較的弱いレベルの磁力（吸着力）を用いてスクラップの山から比較的軽い物体を選択的に持ち上げて移動させることで、比較的軽い物体と比較的重い物体とを仕分けることができる。操作者は、比較的弱いレベルの磁力（吸着力）を用いることで、比較的重い物体を持ち上げてしまうのを防止できるためである。

【0049】

作業機械１００は、弱励磁ボタン６５Ａ又は強励磁ボタン６５Ｂが押されたときに、動作モードを自動的に速度制限モードに切り換えるように構成されていてもよい。速度制限モードは、例えば、リフティングマグネットモードにおいて、旋回速度及びアタッチメントの駆動速度が制限される動作モードである。

【0050】

また、作業機械１００は、弱励磁ボタン６５Ａが押された後で、所定の操作が行われた場合、或いは、所定の状態になった場合、リフティングマグネット６の状態を、強励磁ボタン６５Ｂが押されたときの状態である強吸着状態に自動的に移行させてもよい。所定の操作は、例えば、旋回操作である。所定の状態は、例えば、アタッチメントが所定の姿勢になった状態、具体的には、ブーム角度が所定角度になった状態である。この場合、作業機械１００は、例えば、弱励磁ボタン６５Ａが押されて弱吸着状態となっているリフティングマグネット６がブーム上げ操作に応じて持ち上げられた後で旋回操作が行われたときに、強励磁ボタン６５Ｂが押されなくとも、リフティングマグネット６の状態を強吸着状態に自動的に移行させることができる。

【0051】

表示装置４０は、各種情報を表示する装置である。本実施形態では、表示装置４０は、運転席が設けられたキャブ１０の右前部のピラー（図示せず。）に固定されている。また、図２に示すように、表示装置４０は、作業機械１００に関する情報を画像表示部４１に表示して操作者に情報を提供できる。また、表示装置４０は、入力装置としてのスイッチパネル４２を含む。操作者はスイッチパネル４２を利用して各種指令をコントローラ３０に対して入力できる。

【0052】

スイッチパネル４２は、各種スイッチを含むパネルである。本実施形態では、スイッチパネル４２は、ハードウェアボタンとしてのライトスイッチ４２ａ、ワイパースイッチ４２ｂ、及びウインドウォッシャスイッチ４２ｃを含む。ライトスイッチ４２ａは、キャブ１０の外部に取り付けられるライトの点灯・消灯を切り換えるためのスイッチである。ワイパースイッチ４２ｂは、ワイパーの作動・停止を切り換えるためのスイッチである。ウインドウォッシャスイッチ４２ｃは、ウインドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。

【0053】

表示装置４０は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池７０はオルタネータ１１ａで発電した電力で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０及び表示装置４０以外の電装品７２等にも供給される。エンジン１１のスタータ１１ｂは蓄電池７０からの電力で駆動されてエンジン１１を始動する。

【0054】

エンジン制御装置７４は、エンジン１１を制御する。本実施形態では、エンジン制御装置７４は、エンジン１１の状態を示す各種データを収集し、収集したデータをコントローラ３０に送信する。エンジン制御装置７４とコントローラ３０とは別体として構成されているが一体的に構成されていてもよい。例えば、エンジン制御装置７４は、コントローラ３０に統合されてもよい。

【0055】

エンジン回転数調節ダイヤル７５は、エンジン回転数を調節するためのダイヤルである。本実施形態では、エンジン回転数調節ダイヤル７５はキャブ１０内に設置され、エンジン回転数を４段階で切り換えできるように構成されている。具体的には、エンジン回転数調節ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード及びアイドリングモードの４段階でエンジン回転数を切り換えできるように構成されている。図２は、エンジン回転数調節ダイヤル７５でＨモードが選択された状態を示す。

【0056】

ＳＰモードは、作業量を優先させたい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音で作業機械を稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジンをアイドリング状態で動作させたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数（アイドリング回転数）を利用する。

【0057】

エンジン１１は、エンジン回転数調節ダイヤル７５で設定された回転数モードに対応するエンジン回転数が維持されるように制御される。エンジン回転数調節ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定状態を示すデータをコントローラ３０に対して出力する。

【0058】

また、コントローラ３０は、目標重量設定部３１と、重量算出部３２と、吸着力制御部３３と、最大積載量設定部３４と、累積重量算出部３５と、残重量算出部３６と、振動抑制制御部３７と、を有している。

【0059】

目標重量設定部３１は、リフティングマグネット６で吸着する物体の目標重量を取得する。なお、目標重量は、オペレータにより入力されてもよく、後述する残重量算出部３６の残重量に基づいて設定してもよく、予め設定されていてもよい。

【0060】

重量算出部３２は、リフティングマグネット６に吸着された物体の重量（現重量）を算出する。現重量は、例えば、ブーム４の根元回りのトルクの釣り合いで算出される。具体的には、リフティングマグネット６に吸着された物体によってブームシリンダ７の推力が増加し、ブームシリンダ７の推力から算出されるブーム４の根元回りのトルクも増加する。トルクの増加分と、物体の重量及び物体の重心から計算されるトルクとが、一致する。このように、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の推力（ブームロッド圧センサＳ６ａ、ブームボトム圧センサＳ６ｂの測定値）及び物体の重心に基づいて、物体の重量を算出することができる。なお、物体の重心は、例えば、実験的に予め求めてコントローラ３０に記憶させておく。なお、物体の重量の算出方法は、これに限られるものではなく、種々の方法が適用できる。

【0061】

吸着力制御部３３は、リフティングマグネット６に供給される電流の電流指令値を制御して、リフティングマグネット６の吸着力を制御する。

【0062】

最大積載量設定部３４は、物体を積み込むダンプトラックの最大積載量を設定する。なお、最大積載量は、例えば、オペレータにより入力されてもよく、例えば、空間認識装置８０で撮像されたダンプトラック画像に基づいてダンプトラックの車種（サイズ等）を判定し、判定された車種（サイズ等）に基づいて最大積載量を設定してもよい。

【0063】

累積重量算出部３５は、ダンプトラックの荷台に積み込まれた物体の累積重量を算出する。

【0064】

残重量算出部３６は、最大積載量と累積重量との差である残重量を算出する。

【0065】

振動抑制制御部３７は、アタッチメントの振動を抑制する指令を生成して出力する。

【0066】

以下、本実施形態に係る作業機械１００の動作の一例に沿って説明する。

【0067】

まず、コントローラ３０の目標重量設定部３１は、リフティングマグネット６で吸着する物体の目標重量を設定する。また、最大積載量設定部３４は、物体を積み込むダンプトラックの最大積載量を設定する。

【0068】

次に、オペレータは、操作装置２６を操作して、リフティングマグネット６を吸着対象の物体の上に移動させる。

【0069】

次に、オペレータは、弱励磁ボタン６５Ａを操作して、リフティングマグネット６に磁力（吸着力）を発生させる。これにより、物体がリフティングマグネット６に吸着される。この際、コントローラ３０の吸着力制御部３３は、電流指令値として第1電流指令値を指令する。なお、第１電流指令値は、リフティングマグネット６に吸着される物体が目標重量以上となるような十分な電流値が設定される。電力制御装置６４は、電流指令値に基づいて、リフティングマグネット６へ供給される電流を制御する。

【0070】

次に、オペレータは、操作装置２６を操作して、リフティングマグネット６を所定の高さまで上昇させる。これにより、リフティングマグネット６に吸着された物体が、リフティングマグネット６とともに持ち上げられる。また、コントローラ３０が後述する補償制御を開始するトリガとなる。なお、リフティングマグネット６が所定の高さまで上昇したか否かは、リフティングマグネット６の位置で判断してもよく、アタッチメントの姿勢、アタッチメントの各連結ピンの位置、リフティングマグネット６の上昇を開始してからの経過時間、吸着スイッチの操作状態等に基づいて判断してもよい。

【0071】

次に、コントローラ３０の重量算出部３２は、リフティングマグネット６に吸着された（吊られた）物体の重量（現重量）を算出する。

【0072】

次に、コントローラ３０の吸着力制御部３３は、現重量が目標重量より重い場合、リフティングマグネット６へ供給される電流の補償制御を行う。例えば、吸着力制御部３３は、電流指令値を減少させるように調整する。これにより、リフティングマグネット６の磁力（吸着力）が低下し、リフティングマグネット６に吸着された物体の一部が落下する。即ち、リフティングマグネット６に吸着された物体の重量が低下する。

【0073】

以下、コントローラ３０は、補償制御において、リフティングマグネット６に吸着された物体の重量（現重量）の算出と、電流指令値の調整（減少）を繰り返し、現重量が目標重量となるまで繰り返す。なお、現重量が目標重量となった際の電流指令値を第２電流指令値とする。

【0074】

次に、コントローラ３０の吸着力制御部３３は、電流指令値を第３電流指令値とする。第３電流指令値は、第２電流指令値よりも大きな電流指令値である。これにより、目標重量となった物体がリフティングマグネット６から脱落することを抑制する。

【0075】

次に、コントローラ３０は、現重量が目標重量となると、オペレータに報知する。なお、報知方法は、例えば、表示装置４０に表示するものであってもよく、音声によるものであってもよい。

【0076】

次に、報知されたオペレータは、強励磁ボタン６５Ｂを操作して、リフティングマグネット６を吸着状態（強吸着状態）とする。次に、オペレータは、操作装置２６を操作して、上部旋回体３、作業アタッチメント（ブーム４、アーム５）を動かし、リフティングマグネット６をダンプトラックの荷台の上まで移動させる。次に、オペレータは、釈放ボタン６５Ｃを操作して、釈放ボタン６５Ｃは、リフティングマグネット６を釈放状態とする。これにより、目標重量の物体がダンプトラックの荷台に積み込まれる。

【0077】

なお、累積重量算出部３５は、前回までの累積重量に今回の目標重量を加算して、累積重量を更新する。残重量算出部３６は、更新された累積重量に基づいて、残重量を算出する。

【0078】

これらの動作を繰り返すことにより、ダンプトラックの荷台に所望の累積重量の物体を積み込むことができる。

【0079】

なお、コントローラ３０は、リフティングマグネット６を所定の高さまで上昇させた後、現重量が目標重量となるまでの間（現重量の算出と電流調整を繰り返す間）、上部旋回体３の旋回を禁止または所定の角度範囲内に制限してもよい。これにより、現重量が目標重量となるように調整する際に落下する物体が周囲に散乱することを抑制することができる。

【0080】

なお、ダンプトラックへの積み込みの場合を例に説明したが、これに限られるものではなく、積み降ろしの時も同様に所望の目標重量の物体をダンプトラックから積み下ろすことができる。

【0081】

ここで、アタッチメントの振動について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る作業機械１００が吊荷を吊り下げる際の様子を示す模式図である。

【0082】

リフティングマグネット６で吊荷を吊り上げる際、アタッチメントは、ブーム４を下げ、アーム５を開き、リフティングマグネット６を閉じた姿勢で、吊荷を吊り上げる。また、アタッチメントは、ブーム４のフートピン側で上部旋回体３に片持ち支持されている。また、アタッチメントの先端側には、重量の重いリフティングマグネット６が設けられている。また、リフティングマグネット６には、このため、ブーム上げ時には、ブーム４に振動が発生する。また、ブーム４の振動によって、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）にも振動が発生する。このため、重量算出部３２が、ブームシリンダ７の圧力に基づいて吊荷の重量を検出する際、好適に吊荷の重量を算出することができないおそれがある。

【0083】

＜第１実施例＞
次に、第１実施例に係る作業機械１００におけるブーム４の振動を抑制する動作について、図４および図５を用いて説明する。ここで、第１実施例に係る作業機械１００では、コントローラ３０がブームシリンダ７の作動圧を制御することにより、ブーム４の振動を抑制する。

【0084】

図４は、第１実施例に係る作業機械１００におけるブームシリンダ７の油圧回路を説明する図である。

【0085】

なお、本例では、ブーム操作レバー２６Ａによりブーム４、即ち、ブームシリンダ７の操作が行われるものとして説明する。また、コントロールバルブ１７内のブームシリンダ７に作動油を供給するブーム用の制御弁１７５のポートに、ブーム操作レバー２６Ａからの二次側のパイロット圧を伝達するパイロットラインをパイロットライン２７Ａと称する。

【0086】

図４に示すように、本例では、コントロールバルブ１７内のブーム用の制御弁１７５とブームシリンダ７のロッド側油室及びボトム側油室との間から分岐し、作動油をタンクＴに排出させるバイパス油路２７１，２７２が設けられる。

【0087】

バイパス油路２７１には、ブームシリンダ７のロッド側油室の作動油をタンクＴに排出させる電磁リリーフ弁２０１が設けられる。

【0088】

バイパス油路２７２には、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油をタンクＴに排出させる電磁リリーフ弁２０２が設けられる。

【0089】

なお、バイパス油路２７１，２７２、及び電磁リリーフ弁２０１，２０２は、コントロールバルブ１７の内部及び外部の何れに設けられてもよい。

【0090】

コントローラ３０には、ブームロッド圧センサＳ６ａで検出したブームシリンダ７のロッド圧Ｐ_Ｒが入力される。コントローラ３０には、ブームボトム圧センサＳ６ｂで検出したブームシリンダ７のボトム圧Ｐ_Ｂが入力される。

【0091】

コントローラ３０は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂから入力される出力信号に基づき、ロッド圧Ｐ_Ｒ及びボトム圧Ｐ_Ｂを監視することができる。また、コントローラ３０は、適宜、電磁リリーフ弁２０１，２０２に電流指令値を出力し、ブームシリンダ７のロッド側油室或いはボトム側油室の作動油を強制的にタンクＴに排出させ、ブームシリンダ７内の過剰な圧力を抑制することができる。

【0092】

ここで、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂで検出したブームシリンダ７のロッド圧Ｐ_Ｒ及びボトム圧Ｐ_Ｂの変化に基づいて、振動の発生を検知する。その後、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂの検出値を用いて電磁リリーフ弁２０１，２０２を制御する。即ち、ブームシリンダ７の作動油圧を制御する。具体的には、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、急なブームシリンダ７の圧力変化を抑制するように電磁リリーフ弁２０１，２０２を制御する。これにより、ブーム４の振動（図３参照）を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。なお、振動の発生の検知は、加速度センサ（機体傾斜センサＳ４等）を用いてもよい。

【0093】

なお、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１で検出したブーム４の角速度に基づいて、電磁リリーフ弁２０１，２０２を制御してもよい。これにより、ブーム４の振動を抑制することができる。

【0094】

また、ブーム４の振動を抑制することにより、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。なお、ブーム４の角速度は、ブームシリンダストロークセンサＳ７で検出してもよい。

【0095】

図５は、第１実施例に係る作業機械１００における他のブームシリンダ７の油圧回路を説明する図である。以下、図中において、二つのブームシリンダ７が示されるが、メインポンプ１４とブームシリンダ７との間にコントロールバルブ１７と後述する圧力保持回路５０が介設される点は、何れのブームシリンダ７についても同様であるため、一方のブームシリンダ７（図中の右側のブームシリンダ７）についての油圧回路を中心に説明する。

【0096】

コントロールバルブ１７とブームシリンダ７のロッド側油室との間から分岐する油路に、ロッド側油室の作動油をタンクＴに排出させる電磁リリーフ弁２０１が設けられる。

【0097】

図５に示すように、本例に係る作業機械１００には、例えば、油圧ホースが破裂等により破損した場合であっても、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油が排出されないように保持する圧力保持回路５０が設けられる。

【0098】

圧力保持回路５０は、コントロールバルブ１７とブームシリンダ７のボトム側油室との間を接続する油路に介設される。圧力保持回路５０は、主に、保持弁５２と、スプール弁５４とを含む。

【0099】

保持弁５２は、スプール弁５４の状態に依らず、油路３２１を経由してコントロールバルブ１７から供給される作動油を、ブームシリンダ７のボトム側油室に供給する。

【0100】

また、保持弁５２は、スプール弁５４が非連通状態（図中の左端のスプール状態）の場合、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油が圧力保持回路５０の下流側に排出されないように保持する。一方、保持弁５２は、スプール弁５４が連通状態（図中の右端のスプール状態）の場合、油路３２２を経由して、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油が圧力保持回路５０の下流側に排出することができる。

【0101】

スプール弁５４は、ブームシリンダ７を操作する操作装置２６に含まれる、ブーム４の下げ操作（ブーム下げ操作）に対応するパイロット圧を出力するブーム下げ用リモコン弁２６Ａａからポートに入力されるパイロット圧に応じて、その連通・非連通状態が制御される。具体的には、スプール弁５４は、ブーム下げ用リモコン弁２６Ａａからブーム下げ操作がされていることを示すパイロット圧が入力される場合、連通状態に対応するスプール状態（図中の右端のスプール状態）にする。一方、スプール弁５４は、ブーム下げ用リモコン弁２６Ａａからブーム下げ操作がされていないことを示すパイロット圧が入力される場合、非連通状態に対応するスプール状態（図中の左端のスプール状態）にする。これにより、ブーム下げ操作がされていない状態で、圧力保持回路５０よりも下流側の油圧ホースの破損等が発生しても、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油（ボトム圧）が保持されるため、ブーム４の落下を防止することができる。

【0102】

また、圧力保持回路５０は、電磁リリーフ弁２０３を含む。

【0103】

電磁リリーフ弁２０３は、圧力保持回路５０内の保持弁５２とブームシリンダ７のボトム側油室との間の油路３２３から分岐し、タンクＴに接続される油路３２４に設けられる。つまり、電磁リリーフ弁２０３は、保持弁よりも上流側、即ち、ブームシリンダ７側の油路３２３から作動油をタンクＴにリリーフする。よって、電磁リリーフ弁２０３は、圧力保持回路５０の作動状態、具体的には、スプール弁５４の連通／非連通状態に依らず、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油をタンクＴに排出させることができる。つまり、圧力保持回路５０によるブームシリンダ７のボトム側油室の作動油の保持機能によりブーム４の落下を防止しつつ、ブーム下げ操作の有無に依らず、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油をタンクＴに排出させ、過剰なボトム圧を抑制することができる。

【0104】

コントローラ３０は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂから入力される出力信号に基づき、ロッド圧ＰＲ及びボトム圧ＰＢを監視することができる。また、コントローラ３０は、適宜、電磁リリーフ弁２０１，２０３に電流指令値を出力することにより、ブーム下げ操作の有無に依らず、ブームシリンダ７のロッド側油室或いはボトム側油室の作動油を強制的にタンクＴに排出させ、ブームシリンダ７内の過剰な圧力を抑制することができる。

【0105】

ここで、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂで検出したブームシリンダ７のロッド圧ＰＲ及びボトム圧ＰＢに基づいて、電磁リリーフ弁２０１，２０３を制御する。即ち、ブームシリンダ７の作動油圧を制御する。具体的には、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、急なブームシリンダ７の圧力変化を抑制するように電磁リリーフ弁２０１，２０３を制御する。これにより、ブーム４の振動（図３参照）を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。

【0106】

また、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、アタッチメント（ブーム４）の振動の発生を判断してもよい。振動抑制制御部３７は、例えば、所定期間内に、ブームシリンダ７の圧力値の脈動を検出すると、アタッチメント（ブーム４）に振動が発生したと判断してもよい。更に、振動抑制制御部３７は、例えば、所定期間内にブームシリンダ７の圧力値が急激に増加または減少し、圧力値の増加量または減少量が所定値を超えた場合に、アタッチメント（ブーム４）に振動が発生したと判断してもよい。このようにして、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、振動の発生を判断してもよい。

【0107】

なお、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１で検出したブーム４の角速度に基づいて、電磁リリーフ弁２０１，２０３を制御してもよい。これにより、ブーム４の振動を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。なお、ブーム４の角速度は、ブームシリンダストロークセンサＳ７で検出してもよい。

【0108】

なお、コントローラ３０は、ボトム側の電磁リリーフ弁２０３のみを制御してもよく、ボトム側の電磁リリーフ弁２０３とロッド側の電磁リリーフ弁２０１の両方を制御してもよい。

【0109】

＜第２実施例＞
次に、第２実施例に係る作業機械１００におけるブーム４の振動を抑制する動作について、図６から図８を用いて説明する。ここで、第２実施例に係る作業機械１００では、コントローラ３０がコントロールバルブ１７（制御弁１７５）を制御することにより、ブーム４の振動を抑制する。

【0110】

図６は、第２実施例に係る作業機械１００におけるブームシリンダ７の油圧回路を説明する図である。ここでは、作業機械の操作レバーは油圧式の操作レバーであり、コントローラ３０は、コントロールバルブ１７（制御弁１７５）へのパイロット圧を制御することにより、ブーム４の振動を抑制する。なお、図６は、機械的動力伝達ライン、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御ラインを、それぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。

【0111】

油圧システムは、エンジン１１によって駆動される左メインポンプ１４Ｌから、左センターバイパス管路４０Ｌ又は左パラレル管路４２Ｌを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、且つ、エンジン１１によって駆動される右メインポンプ１４Ｒから右センターバイパス管路４０Ｒ又は右パラレル管路４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒは、図２のメインポンプ１４に対応する。

【0112】

左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。制御弁１７５Ｌ及び１７５Ｒは、図２の制御弁１７５に対応する。制御弁１７６Ｌ及び１７６Ｒは、図２の制御弁１７６に対応する。

【0113】

制御弁１７１は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左側走行用油圧モータ１Ｌへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ１Ｌが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0114】

制御弁１７２は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右側走行用油圧モータ１Ｒへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ１Ｒが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0115】

制御弁１７３は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0116】

制御弁１７４は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をリフティングマグネットシリンダ９へ供給し、且つ、リフティングマグネットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0117】

制御弁１７５Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0118】

制御弁１７５Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0119】

制御弁１７６Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0120】

制御弁１７６Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

【0121】

左パラレル管路４２Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌに並行する作動油ラインである。左パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。右パラレル管路４２Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒに並行する作動油ラインである。右パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。

【0122】

左レギュレータ１３Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御できるように構成されている。本実施形態では、左レギュレータ１３Ｌは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。右レギュレータ１３Ｒは、右メインポンプ１４Ｒの吐出量を制御できるように構成されている。本実施形態では、右レギュレータ１３Ｒは、例えば、右メインポンプ１４Ｒの吐出圧に応じて右メインポンプ１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、右メインポンプ１４Ｒの吐出量を制御する。左レギュレータ１３Ｌ及び右レギュレータ１３Ｒは、図２のレギュレータ１３に対応する。左レギュレータ１３Ｌは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。

【0123】

左吐出圧センサ２８Ｌは、吐出圧センサ２８の一例であり、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。右吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。

【0124】

ここで、図６の油圧システムで採用されるネガティブコントロール制御について説明する。

【0125】

左センターバイパス管路４０Ｌには、最も下流にある制御弁１７６Ｌと作動油タンクとの間に左絞り１８Ｌが配置されている。左メインポンプ１４Ｌが吐出した作動油の流れは、左絞り１８Ｌで制限される。そして、左絞り１８Ｌは、左レギュレータ１３Ｌを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ１９Ｌは、制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。右センターバイパス管路４０Ｒには、最も下流にある制御弁１７６Ｒと作動油タンクとの間に右絞り１８Ｒが配置されている。右メインポンプ１４Ｒが吐出した作動油の流れは、右絞り１８Ｒで制限される。そして、右絞り１８Ｒは、右レギュレータ１３Ｒを制御するための制御圧を発生させる。右制御圧センサ１９Ｒは、制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0126】

コントローラ３０は、制御圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。コントローラ３０は、制御圧が大きいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を減少させ、制御圧が小さいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させる。右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御される。

【0127】

具体的には、図６で示されるように、作業機械１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、左センターバイパス管路４０Ｌを通って左絞り１８Ｌに至る。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路４０Ｌを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌに至る量を減少或いは消失させ、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油についても同様である。

【0128】

上述のような構成により、図６の油圧システムは、待機状態においては、左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒのそれぞれにおける無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油が左センターバイパス管路４０Ｌで発生させるポンピングロス、及び、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油が右センターバイパス管路４０Ｒで発生させるポンピングロスを含む。また、図６の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒのそれぞれから必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに供給できる。

【0129】

また、リモコン弁２６Ａａから、制御弁１７５（１７５Ｌ，１７５Ｒ）へと接続するパイロット圧回路には、減圧弁２０４，２０５が設けられている。

【0130】

作業機械１００は、操作指令に基づいてリフティングマグネット６に電流を印加させることにより吊荷（搬送物）をリフティングマグネット６に吸着させ、その後、ブーム上げ動作を行う。そして、釈放位置まで吊荷を搬送すべく旋回動作やアーム開き動作を行う。ところが、吸着時やブーム上げ動作時に発生するアタッチメント（ブーム４）の振動が大きいと、旋回動作中にも振動が継続してしまい、正確に吊荷の荷重を計測できない。そこで、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂで検出したブームシリンダ７のロッド圧ＰＲ及びボトム圧ＰＢに基づいて、減圧弁２０４，２０５を制御する。即ち、コントロールバルブ１７（制御弁１７５）のパイロット圧を制御する。具体的には、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、急なブームシリンダ７の圧力変化を抑制するように減圧弁２０４，２０５を制御する。これにより、吸着（グラップルでは把持）から釈放するまでの間に、ブーム４の振動（図３参照）を抑制することができる。そして、重量算出部３２は、ブーム４の振動が所定の閾値以下の場合に算出される重量を今回の吊荷の重量として算出する。このようにして、また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。

【0131】

なお、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１で検出したブーム４の角速度に基づいて、減圧弁２０４，２０５を制御してもよい。これにより、ブーム４の振動を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。なお、ブーム４の角速度は、ブームシリンダストロークセンサＳ７で検出してもよい。

【0132】

図７は、第２実施例に係る作業機械１００における電気式操作システムの構成例を示す図である。ここでは、作業機械の操作レバーは電磁式の操作レバーであり、コントローラ３０は、コントロールバルブ１７（制御弁１７５）へのパイロット圧を制御することにより、ブーム４の振動を抑制する。

【0133】

電気式操作レバーを備えた電気式操作システムが採用された場合、コントローラ３０は、油圧式操作レバーを備えた油圧式操作システムが採用される場合に比べ、自律制御機能を容易に実行できる。具体的には、図７の電気式操作システムは、ブーム操作システムの一例であり、主に、パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー２６Ａと、コントローラ３０と、ブーム上げ操作用の電磁弁１６０と、ブーム下げ操作用の電磁弁１６２とで構成されている。図７の電気式操作システムは、アーム操作システム及びバケット操作システム等にも同様に適用され得る。

【0134】

パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７は、ブームシリンダ７に関する制御弁１７５（図６参照。）、アームシリンダ８に関する制御弁１７６（図６参照。）、及び、リフティングマグネットシリンダ９に関する制御弁１７４（図６参照。）等を含む。電磁弁１６０は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５の上げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。電磁弁１６２は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５の下げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。

【0135】

手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。ブーム操作レバー２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号は、ブーム操作レバー２６Ａの操作量及び操作方向に応じて変化する電気信号である。

【0136】

具体的には、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ａがブーム上げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム上げ操作信号（電気信号）を電磁弁１６０に対して出力する。電磁弁１６０は、ブーム上げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調節し、制御弁１７５の上げ側パイロットポートに作用する、ブーム上げ操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。同様に、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ａがブーム下げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム下げ操作信号（電気信号）を電磁弁１６２に対して出力する。電磁弁１６２は、ブーム下げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調節し、制御弁１７５の下げ側パイロットポートに作用する、ブーム下げ操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。

【0137】

自律制御を実行する場合、コントローラ３０は、例えば、ブーム操作レバー２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じる代わりに、補正操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。補正操作信号は、コントローラ３０が生成する電気信号であってもよく、コントローラ３０以外の外部の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。

【0138】

ここで、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂで検出したブームシリンダ７のロッド圧ＰＲ及びボトム圧ＰＢに基づいて、電磁弁１６０，１６２を制御する。即ち、コントロールバルブ１７（制御弁１７５）のパイロット圧を制御する。具体的には、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、急なブームシリンダ７の圧力変化を抑制するように電磁弁１６０，１６２を制御する。これにより、ブーム４の振動（図３参照）を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。

【0139】

なお、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１で検出したブーム４の角速度に基づいて、電磁弁１６０，１６２を制御してもよい。これにより、ブーム４の振動を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。なお、ブーム４の角速度は、ブームシリンダストロークセンサＳ７で検出してもよい。

【0140】

図８は、第２実施例に係る作業機械１００における他の電気式操作システムの構成例を示す図である。ここでは、作業機械の操作レバーは電磁式の操作レバーであり、コントロールバルブ１７（制御弁１７５）は電磁弁であって、コントローラ３０は、コントロールバルブ１７（制御弁１７５）への電気信号を制御することにより、ブーム４の振動を抑制する。

【0141】

コントロールバルブ１７は、電磁弁であって、コントローラ３０からの操作信号（電気信号）によって、制御される。

【0142】

ここで、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂで検出したブームシリンダ７のロッド圧ＰＲ及びボトム圧ＰＢに基づいて、コントロールバルブ１７を直接制御する。具体的には、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、急なブームシリンダ７の圧力変化を抑制するようにコントロールバルブ１７を制御する。これにより、ブーム４の振動（図３参照）を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。

【0143】

なお、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１で検出したブーム４の角速度に基づいて、コントロールバルブ１７を直接制御してもよい。これにより、ブーム４の振動を抑制することができる。また、重量算出部３２は、ブームシリンダ７の圧力（センサＳ６ａ，Ｓ６ｂの検出値）に基づいて、好適に吊荷の重量を算出することができる。なお、ブーム４の角速度は、ブームシリンダストロークセンサＳ７で検出してもよい。

【0144】

＜第３実施例＞
次に、第３実施例に係る作業機械１００におけるブーム４の振動を抑制する動作について、図９を用いて説明する。

【0145】

図９は、第３実施例に係る作業機械１００におけるリフティングマグネット６の供給電圧（吸着力、磁力）の切り換えを説明する説明図である。図９の横軸は経過時間を示し、縦軸はリフティングマグネット６に供給する電圧を示す。また、参考例に係る供給電圧を破線で図示し、本実施例における供給電圧を実線で図示する。

【0146】

図９に示すように、参考例における供給電圧は、ステップ状に立ち上がる。このため、磁力によって引き寄せられる鉄屑等の搬送物が、リフティングマグネット６と衝突することにより、ブーム４が振動するおそれがあった。

【0147】

これに対し、本実施例における供給電圧は、滑らかに立ち上がる。このため、磁力によって引き寄せられる鉄屑等の搬送物がリフティングマグネット６と衝突することにより生じるブーム４の振動を低減することができる。

【0148】

なお、コントローラ３０は、ブームシリンダ圧の変化、ブーム４の角速度（各加速度）の変化を検知して、リフティングマグネット６への供給電圧を制御してもよい。

【0149】

なお、第３実施例におけるリフティングマグネット６の供給電圧制御によるブーム４の振動抑制を第１～２実施例に係る作業機械１００に適用してもよい。

【0150】

上述した実施の形態として、図４，５等に示すように、ブームシリンダ７の作動油を作動油タンクＴへ排出することにより、アタッチメント（ブーム４）の振動を抑制させる形態を示したが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。

【0151】

例えば、ブームシリンダ７の作動油をアームシリンダ８へ供給することにより、ブーム動作時に発生するアタッチメント（ブーム４）の振動を抑制させてもよい。

【0152】

ブームシリンダ７とアームシリンダ８との間に切換え弁（図示せず）を設け、コントローラ３０の振動抑制制御部３７は、ブームロッド圧センサＳ６ａ及びブームボトム圧センサＳ６ｂで検出したブームシリンダ７のロッド圧ＰＲ及びボトム圧ＰＢに基づいて、切換え弁を制御する。即ち、ブーム４の上げ動作（ブーム上げ動作）とアーム５の開き動作（アーム開き動作）或いはアーム５の閉じ動作（アーム閉じ動作）に対応する複合操作が行われると、切換え弁が遮断状態から連通状態に切り替わる。具体的には、切換え弁はコントローラ３０により制御される電磁比例弁から供給されるパイロット圧に応じて、遮断状態から連通状態に切り替わる。これにより、油圧制御弁１７２は、ブームシリンダ７のボトム側油室から排出される作動油を切換え弁を介してアームシリンダ８に供給することができる。

【0153】

また、ブームシリンダ７の制御弁１７５内に再生回路を形成し、ブームシリンダ７の作動油を作動油タンクＴへ排出させてもよい。この場合、ブームシリンダ７とアームシリンダ８との間に切換え弁を設ける必要ない。

【0154】

また、必ずしもブームシリンダ７の作動油をアームシリンダ８へ供給する構成でなくてもよい。ブームシリンダ７の作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給する構成であってもよく、エンドアタッチメントを駆動する油圧シリンダ（リフティングマグネットシリンダ９、バケットシリンダ等）へ供給する構成であってもよい。

【0155】

このように、ブーム４と複合動作を形成する他の油圧アクチュエータへ、作動油を供給することで、振動を抑制することができる。

【0156】

以上、本発明の好ましい作業機械に係る実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態又は実施例に制限されるものではない。すなわち、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

【0157】

本願は、２０２０年１１月３０日に出願した日本国特許出願２０２０－１９８９０７号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

【符号の説明】

【0158】

１００ 作業機械
１ 下部走行体
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム（アタッチメント）
５ アーム（アタッチメント）
６ リフティングマグネット（作業具、搬送機構）
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ リフティングマグネットシリンダ
１７ コントロールバルブ
１７５ 制御弁
３０ コントローラ
３２ 重量算出部
３３ 吸着力制御部（電力制御部）
３７ 振動抑制制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】