JP2003124026A - 消磁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物を短い時間で確実に且つ簡単に消磁す
ることができる消磁装置を提供する。 【解決手段】 極性が順次に反転する電圧を励磁コイル
ＬＺに印加することによって極性が順次に反転する磁界
を励磁コイルＬＺで発生させる際に、励磁電流ＩＬと比
較値とを比較する。そして、励磁電流ＩＬがその比較値
に達した時に、励磁コイルＬＺに印加する電圧の極性を
反転させ、しかも、その比較値とは極性が反対であるだ
けでなく絶対値も小さな比較値を次の比較のための新た
な比較値として用いる。このため、励磁コイルＬＺに対
する電圧の印加期間が比較値に応じて自動的に順次に短
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、電磁チャック
における被加工物や当金等である着磁された対象物を消
磁するための消磁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、電磁チャック制御装置における
消磁装置である本願の発明の第一従来例によって消磁を
行う際の、励磁コイルに対する印加電圧ＥＬとこの印加
電圧ＥＬによって励磁コイルに流れる励磁電流との時間
ｔについての関係である消磁パターンを示している。着
磁の際には、正または負の何れかの励磁電流を励磁コイ
ルに流せばよいが、消磁の際には、減衰交番磁界を励磁
コイルで発生させる必要があるので、減衰交番電流を励
磁コイルに流す必要がある。そこで、この第一従来例で
は、適当と考えられる一定の周期で減衰交番矩形電圧を
励磁コイルに印加している。

【０００３】また、本願の発明の第二従来例として、建
築構造物に対する消磁装置もある（例えば、特開２００
１−１０２２１６公報）。この第二従来例では、残留磁
気を発生している建築構造物の表面に配置する励磁コイ
ルをコンデンサによる直流電源に直列に接続し、コンデ
ンサの容量と励磁コイルの抵抗及びインダクタンスとで
特定される共振回路の減衰交番電流を励磁コイルに供給
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の第一従
来例では、消磁中に励磁電流を監視しておらず、減衰交
番矩形電圧も必ずしも最適な周期では印加されていな
い。このため、図４に示されている様に、減衰交番矩形
電圧を印加する周期が長過ぎて、同一極性の電圧を連続
的に印加している期間中に励磁電流の変化が飽和する
と、消磁時間が不必要に長くなり、工作機械ではサイク
ルタイムが長くなってしまう。逆に、減衰交番矩形電圧
を印加する周期が短過ぎて、同一極性の電圧を連続的に
印加している期間中に励磁電流が十分な値にまで変化し
なければ、消磁不良になる。従って、上述の第一従来例
では、対象物を短い時間で確実に消磁することが困難で
あった。

【０００５】しかも、励磁コイルによって磁界を印加さ
れる対象物の材質が同じでもその寸法が異なると、励磁
コイルのインピーダンスが変化して、励磁コイルに流れ
る電流の変化率が変動する。このため、減衰交番矩形電
圧を印加すべき周期そのものが変動し、上述の第一従来
例では、励磁コイルに印加すべき減衰交番矩形電圧の周
期を対象物の寸法に応じて調整する必要があって、対象
物を簡単に消磁することも困難であった。

【０００６】また、上述の第二従来例でも、共振回路の
減衰振動が利用されているだけであって、対象物を短い
時間で確実に消磁することについての考慮は一切なされ
ていない。従って、本願の発明の目的は、対象物を短い
時間で確実に且つ簡単に消磁することができる消磁装置
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る消磁装置
は、極性が順次に反転する電圧を励磁コイルに印加する
ことによって極性が順次に反転する磁界を励磁コイルで
発生させる際に、励磁コイルに流れている電流と比較値
とを比較する。そして、電流がその比較値に達した時
に、励磁コイルに印加する電圧の極性を反転させ、しか
も、その比較値とは極性が反対であるだけでなく絶対値
も小さな比較値を次の比較のための新たな比較値として
用いる。このため、励磁コイルに対する電圧の印加期間
が比較値に応じて自動的に順次に短くなる。

【０００８】また、励磁コイルによって磁界を印加され
る対象物の寸法が異なると、励磁コイルのインピーダン
スが変化して、励磁コイルに流れる電流の変化率が変動
する。しかし、極性が順次に反転する磁界を励磁コイル
で発生させる際に、励磁コイルに流れている電流と比較
値とを比較するので、励磁コイルに対する電圧の印加期
間が対象物の寸法に応じて自動的に調整される。

【０００９】請求項２に係る消磁装置は、着磁強度の複
数の比率を複数の比較値にする。このため、着磁強度が
変更されると比較値も自動的に変更されて、励磁コイル
に対する電圧の印加期間が自動的に調整される。

【００１０】請求項３に係る消磁装置は、励磁コイルに
印加する電圧の極性を反転させても絶対値は等しくす
る。このため、励磁コイルに印加する電圧の絶対値とし
て印加可能な最大値を用いることによって、消磁の終了
まで最大の変化率で変化する電流を励磁コイルに流すこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本願の発明の一実施形態
を、図１〜３を参照しながら説明する。図１に示されて
いる様に、本実施形態の消磁装置には、着磁強度を入力
される正側の入力端子ＩＰと負側の入力端子ＩＮとが設
けられている。正側の入力端子ＩＰに印加される電圧は
抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・によって分割されて比較
器Ａ１、Ａ３、Ａ５、・・の反転入力端子に入力され、
負側の入力端子ＩＮに印加される電圧は抵抗器Ｒ４、Ｒ
５、・・によって分割されて比較器Ａ２、Ａ４、・・の
非反転入力端子に入力される。

【００１２】比較器Ａ１、Ａ２、Ａ３、・・の出力端子
はＡＮＤゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３、・・の一方の入力端
子に接続されている。ＡＮＤゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３、
・・の出力端子は夫々ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、・
・を介して計数器ＩＣのクロック入力端子に接続されて
おり、クロック入力端子は抵抗器Ｒ１６を介して接地さ
れている。ＡＮＤゲートＧ１、Ｇ３、Ｇ５、・・の他方
の入力端子は夫々計数器ＩＣの出力端子１、３、５、・
・に接続されると共にダイオードＤ１１、Ｄ１３、Ｄ１
５、・・を介して比較器Ａ２０の非反転入力端子に接続
されている。

【００１３】ＡＮＤゲートＧ２、Ｇ４、・・の他方の入
力端子は夫々計数器ＩＣの出力端子２、４、・・に接続
されている。比較器Ａ２０の非反転入力端子は抵抗器Ｒ
２１を介して接地されており、比較器Ａ２０の反転入力
端子は抵抗器Ｒ２２を介して正の電圧源Ｖｃに接続され
ると共に抵抗器Ｒ２３を介して接地されている。比較器
Ａ２０の出力端子は電力増幅器Ａ２１の入力端子に接続
されており、電力増幅器Ａ２１の出力端子は励磁コイル
ＬＺの一方の端子に接続されている。

【００１４】励磁コイルＬＺの他方の端子は抵抗器Ｒ２
４を介して接地されると共に抵抗器Ｒ２５を介して電圧
増幅器Ａ２２の非反転入力端子に接続されている。電圧
増幅器Ａ２２の反転入力端子は抵抗器Ｒ２６を介して接
地されており、電圧増幅器Ａ２２の出力端子は抵抗器Ｒ
２７を介して反転入力端子に接続されている。また、電
圧増幅器Ａ２２の出力端子は、夫々抵抗器Ｒ１１、Ｒ１
２、Ｒ１３、・・を介して比較器Ａ１、Ａ３、Ａ５、・
・の非反転入力端子に接続されると共に抵抗器Ｒ１４、
Ｒ１５、・・を介して比較器Ａ２、Ａ４、・・の反転入
力端子に接続されている。

【００１５】図２は、着磁回路を示している。この着磁
回路では、基準端子ＴＲに供給される基準電圧が可変抵
抗器ＶＲ３１及び抵抗器Ｒ３２によって分割されて演算
増幅器Ａ３０の非反転入力端子に入力される。演算増幅
器Ａ３０の出力端子は、正側の出力端子ＯＰに接続され
ると共に夫々抵抗器Ｒ３３、Ｒ３４を介して演算増幅器
Ａ３０、Ａ３１の反転入力端子に接続されている。演算
増幅器Ａ３１の非反転入力端子は抵抗器Ｒ３６を介して
接地されている。演算増幅器Ａ３１の出力端子は負側の
出力端子ＯＮに接続されると共に抵抗器Ｒ３５を介して
演算増幅器Ａ３１の非反転入力端子に接続されている。

【００１６】この着磁回路では、演算増幅器Ａ３０は緩
衝増幅器として作用しており、可変抵抗器ＶＲ３１で設
定された電圧が出力端子ＯＰにそのまま出力される。抵
抗器Ｒ３４、Ｒ３５の抵抗値は互いに等しく定められて
おり、出力端子ＯＮには出力端子ＯＰに出力される電圧
とは極性が反対で絶対値が等しい電圧が出力される。こ
の着磁回路によって対象物を着磁する際には、出力端子
ＯＰと出力端子ＯＮとの何れか一方が用いられる。図１
に示されている消磁装置の入力端子ＩＰ、ＩＮには着磁
回路の出力端子ＯＰ、ＯＮが接続されており、従って、
入力端子ＩＰ、ＩＮには既述の様に着磁強度が入力され
る。

【００１７】次に、図２に示されている着磁回路の出力
端子ＯＮを用いて着磁された対象物を消磁する場合の、
図１に示されている消磁装置の動作を説明する。図１に
示されていないが、計数器ＩＣは、リセット入力端子に
リセット信号が入力されて出力端子０の出力がＨで他の
出力端子１〜９の出力がＬの状態では、励磁コイルＬＺ
に電力が供給されない構造にされている。この状態か
ら、スイッチ（図示せず）の操作等によって計数器ＩＣ
のクロック入力端子にクロック信号が入力されると、出
力端子０の出力がＬに転じると共に出力端子１の出力が
Ｈに転じる。

【００１８】電圧源Ｖｃから電圧Ｈが供給され、仮に抵
抗素子Ｒ２２、Ｒ２３の抵抗値が互いに等しい値に設定
されていると、比較器Ａ２０の反転入力端子の入力は
（１／２）Ｈである。一方、比較器Ａ２０の非反転入力
端子の入力はＨであるので、比較器Ａ２０の出力はＨに
なる。この信号が電力増幅器Ａ２１に入力され、増幅さ
れた電力が励磁コイルＬＺに供給されて、図３に示され
ている様に励磁電流ＩＬが励磁コイルＬＺに流れ始め
る。

【００１９】励磁電流ＩＬは電流検出用の抵抗器Ｒ２４
における端子電圧として検出され、この電圧が電圧増幅
器Ａ２２で適当な大きさに増幅された後に比較器Ａ１、
Ａ２、Ａ３、・・に入力される。上述の様に計数器ＩＣ
における出力端子１のみの出力がＨの場合は、比較器Ａ
１、Ａ２、Ａ３、・・のうちで比較器Ａ１のみの出力が
監視されている。励磁電流ＩＬが増加して、電圧増幅器
Ａ２２の出力端子における電圧Ｅ０が比較器Ａ１の反転
入力端子における電圧ｅ１よりも大きくなると、比較器
Ａ１の出力がＬからＨに転じ、ＡＮＤゲートＧ１の出力
もＬからＨに転じる。

【００２０】すると、計数器ＩＣのクロック入力端子に
クロック信号が入力されて、出力端子１の出力がＬに転
じると共に出力端子２の出力がＨに転じる。この結果、
比較器Ａ２０の出力がＨからＬに転じ、図３に示されて
いる様に、出力端子１の出力がＨであったときとは反対
方向の励磁電流ＩＬが励磁コイルＬＺに流れ始める。従
って、電圧増幅器Ａ２２の出力端子における電圧Ｅ０が
比較器Ａ１の反転入力端子における電圧ｅ１よりも大き
くなった時点で、消磁工程の第一段階が終了して第二段
階が開始したことになる。

【００２１】励磁電流ＩＬが負側へ大きくなって、電圧
増幅器Ａ２２の出力端子における電圧Ｅ０の絶対値が比
較器Ａ２の非反転入力端子における電圧ｅ２の絶対値よ
りも大きくなると、比較器Ａ２の出力がＬからＨに転
じ、ＡＮＤゲートＧ２の出力もＬからＨに転じる。この
時点で消磁工程の第二段階が終了して第三段階が開始す
る。以下、同様の動作が繰り返され、図３に示されてい
る励磁電流ＩＬが励磁コイルＬＺに流れて、消磁工程が
完了する。

【００２２】本実施形態の消磁装置による消磁パターン
は、図３から明らかな様に、入力端子ＩＰ、ＩＮに印加
されて抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・によって分割され
た電圧ｅ１、ｅ２、ｅ３、・・と励磁電流ＩＬの変化率
とによって決定される。これらのうちで電圧ｅ１、ｅ
２、ｅ３、・・は、実験に基づいて、着磁強度に対する
最適な値に予め選択しておくことができる。

【００２３】また、比較器Ａ２０からはＨまたはＬが出
力され、消磁が進行しても励磁コイルＬＺに印加する電
圧の絶対値として印加可能な最大値が用いられているの
で、消磁の終了まで最大の変化率で変化する励磁電流Ｉ
Ｌが励磁コイルＬＺに流されている。従って、本実施形
態の消磁装置は、対象物を最短時間で消磁することがで
きる。

【００２４】更に、対象物の寸法が異なることによって
励磁コイルＬＺのインピーダンスが変化して、励磁電流
ＩＬの変化率が変動しても、本実施形態の消磁装置で
は、励磁電流ＩＬが監視されている。このため、励磁コ
イルＬＺに対する電圧の印加期間が対象物の寸法に応じ
て自動的に調整され、対象物の材質に大きな違いがなけ
れば、励磁コイルＬＺに対する電圧の印加期間を調整す
る必要がない。

【００２５】また、本実施形態の消磁装置では、入力端
子ＩＰ、ＩＮに印加された着磁強度が抵抗器Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３、・・によって分割され、この分割された電圧
ｅ１、ｅ２、ｅ３、・・に基づいて励磁コイルＬＺに対
する電圧の印加期間が決定されている。このため、着磁
強度が変更されると電圧ｅ１、ｅ２、ｅ３、・・も自動
的に変更されて、励磁コイルＬＺに対する電圧の印加期
間が自動的に調整される。従って、本実施形態の消磁装
置では、対象物を簡単に消磁することができる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１に係る消磁装置では、励磁コイ
ルに対する電圧の印加期間が比較値に応じて自動的に順
次に短くなるので、最適な比較値を予め選択しておくこ
とによって、対象物を短い時間で確実に消磁することが
できる。しかも、励磁コイルによって磁界を印加される
対象物の寸法に応じて、励磁コイルに対する電圧の印加
期間が自動的に調整されるので、励磁コイルに対する電
圧の印加期間を対象物の寸法に応じて調整する必要がな
く、対象物を簡単に消磁することができる。

【００２７】請求項２に係る消磁装置では、着磁強度が
変更されると比較値も自動的に変更されて、励磁コイル
に対する電圧の印加期間が自動的に調整されるので、励
磁コイルに印加される電圧の振幅を着磁強度に応じて調
整する必要がなく、対象物を更に簡単に消磁することが
できる。

【００２８】請求項３に係る消磁装置は、消磁の終了ま
で最大の変化率で変化する電流を励磁コイルに流すこと
ができるので、対象物を最短時間で消磁することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の発明の一実施形態による消磁装置の回路
図である。

【図２】一実施形態の消磁装置に接続されている着磁回
路の回路図である。

【図３】一実施形態の消磁装置による消磁パターンを示
すグラフである。

【図４】本願の発明の第一従来例の消磁装置による消磁
パターンを示すグラフである。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ５…比較器（比較部）、Ａ２０…比較器（電圧
印加部）、Ａ２１…電力増幅器（電圧印加部）、ｅ１〜
ｅ５…電圧（比較値）、Ｇ１〜Ｇ５…ＡＮＤゲート（比
較部）、ＩＣ…計数器（制御部）、ＩＬ…励磁電流（電
流）、ＩＮ、ＩＰ…入力端子、ＬＺ…励磁コイル、Ｒ１
〜Ｒ１５…抵抗器（比較値設定部）、Ｖｃ…電圧源（電
圧印加部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消磁のための磁界を発生させる励磁コイ
   ルと、 この励磁コイルに電圧を印加する電圧印加部と、 前記印加によって前記励磁コイルに流れている電流と比
   較値とを比較する比較部と、 前記電流が前記比較値に達した時に、前記電圧の極性を
   反転させると共に前記比較値とは極性が反対で且つ前記
   比較値よりも絶対値が小さな比較値を新たな前記比較値
   として用いるための制御信号を前記電圧印加部及び前記
   比較部に供給する制御部とを具備する消磁装置。
2. 【請求項２】 着磁強度を入力される入力端子と、 前記着磁強度の複数の比率を複数の前記比較値にする比
   較値設定部とを前記比較部が具備する請求項１記載の消
   磁装置。
3. 【請求項３】 前記電圧の極性の反転に伴ってこの極性
   が反対で且つ絶対値が等しい前記電圧を前記電圧印加部
   が前記励磁コイルに印加する請求項１または２記載の消
   磁装置。