JP2008265997A - Lifting magnet driving circuit and lifting magnet device - Google Patents

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Yoshitake Taniguchi
慶武 谷口
Takahiro Ikenaga
貴広 池永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lifting magnet driving circuit and a lifting magnet device capable of reducing reduction in attraction force caused by a temperature rise in a lifting magnet. <P>SOLUTION: This magnet driving circuit 30 generates electric power for exciting a magnet 10. The magnet driving circuit 30 has a control part 33 and a current measuring part (a temperature detecting means) 39. The control part 33 controls exciting voltage to the magnet 10 in voltage exceeding predetermined voltage in a first period just after starting excitation, and is controlled in the predetermined voltage in a second period after the first period. The control part 33 also lengthens the first period in response to the temperature rise in the magnet 10 by inputting a signal from the current measuring part 39. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、リフティングマグネット駆動回路及びリフティングマグネット装置に関するものである。   The present invention relates to a lifting magnet driving circuit and a lifting magnet device.

一般に、荷役作業や建設作業等において鉄片を持ち上げるためのリフティングマグネットが知られている。リフティングマグネットには、工場等の設備となっているものや、車両に搭載されるものがある。リフティングマグネットを使用する際には、コイルに電流を流して励磁し、該コイルに鉄片を吸着させて持ち上げる。そして、鉄片を釈放する際には、逆向きに電流を流してコイルを消磁する。特許文献1には、このような励磁および釈放のための電流をリフティングマグネットに供給する制御装置が記載されている。また、一般的なリフティングマグネットの構造は、例えば特許文献2に記載されている。
特開平6−183681号公報 特開2004−168545号公報
Generally, a lifting magnet for lifting an iron piece in cargo handling work or construction work is known. Some lifting magnets are installed in factories and others, and others are installed in vehicles. When a lifting magnet is used, current is passed through a coil to excite it, and an iron piece is attracted to the coil and lifted. When releasing the iron piece, the coil is demagnetized by passing a current in the opposite direction. Patent Document 1 describes a control device that supplies such a current for excitation and release to a lifting magnet. Moreover, the structure of a general lifting magnet is described in Patent Document 2, for example.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-183681 JP 2004-168545 A

リフティングマグネットのコイルに電流を長時間流し続けると、ジュール熱によってその温度が次第に上昇する。また、コイルの電気抵抗値は、コイルの温度上昇に応じて増大する。従って、リフティングマグネットを継続的に使用すると、コイル温度が上昇して供給電流が次第に減少し、吸着力が低下してしまう。   When a current is continuously passed through the coil of the lifting magnet for a long time, the temperature gradually rises due to Joule heat. Moreover, the electrical resistance value of the coil increases as the temperature of the coil increases. Therefore, when the lifting magnet is continuously used, the coil temperature rises, the supply current gradually decreases, and the attractive force decreases.

本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、リフティングマグネットの温度上昇に伴う吸着力の低下を軽減できるリフティングマグネット駆動回路およびリフティングマグネット装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lifting magnet drive circuit and a lifting magnet device that can reduce a decrease in attractive force accompanying a temperature increase of the lifting magnet.

上記した課題を解決するために、本発明による第1のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットを励磁するための電力を生成するリフティングマグネット駆動回路であって、リフティングマグネットへの励磁電圧を、励磁開始直後の第1の期間において所定電圧を超える電圧に制御し、第1の期間の後の第2の期間において励磁電圧を所定電圧に制御する制御部と、リフティングマグネットの温度に応じた信号を出力する温度検知手段とを備え、制御部は、温度検知手段から信号を入力し、リフティングマグネットの温度上昇に応じて第1の期間を長くすることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a first lifting magnet driving circuit according to the present invention is a lifting magnet driving circuit that generates electric power for exciting a lifting magnet, and starts exciting the excitation voltage to the lifting magnet. A control unit that controls a voltage exceeding a predetermined voltage in the first period immediately after, and a control unit that controls the excitation voltage to a predetermined voltage in a second period after the first period, and outputs a signal corresponding to the temperature of the lifting magnet And a temperature detecting unit that receives the signal from the temperature detecting unit and lengthens the first period in accordance with the temperature rise of the lifting magnet.

また、本発明による第2のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットを励磁するための電力を生成するリフティングマグネット駆動回路であって、リフティングマグネットへの励磁電圧を、励磁開始直後の第1の期間において所定電圧を超える電圧に制御し、第1の期間の後の第2の期間において励磁電圧を所定電圧に制御する制御部と、リフティングマグネットの温度に応じた信号を出力する温度検知手段とを備え、制御部は、温度検知手段から信号を入力し、リフティングマグネットの温度上昇に応じて、第2の期間における励磁電圧を所定電圧より高い電圧に制御することを特徴とする。   The second lifting magnet drive circuit according to the present invention is a lifting magnet drive circuit that generates electric power for exciting the lifting magnet, and applies an excitation voltage to the lifting magnet in the first period immediately after the start of excitation. A control unit that controls the excitation voltage to a predetermined voltage in a second period after the first period, and a temperature detection unit that outputs a signal corresponding to the temperature of the lifting magnet; The control unit receives a signal from the temperature detection means, and controls the excitation voltage in the second period to a voltage higher than a predetermined voltage according to the temperature rise of the lifting magnet.

また、本発明による第3のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットを励磁するための電力を生成するリフティングマグネット駆動回路であって、リフティングマグネットへの励磁電圧を、励磁開始直後の第1の期間において所定電圧を超える電圧に制御し、第1の期間の後の第2の期間において励磁電圧を所定電圧に制御する制御部と、リフティングマグネットの温度に応じた信号を出力する温度検知手段とを備え、制御部は、温度検知手段から信号を入力し、リフティングマグネットの温度上昇に応じて、第1の期間を長くすると共に第2の期間における励磁電圧を所定電圧より高い電圧に制御することを特徴とする。   The third lifting magnet driving circuit according to the present invention is a lifting magnet driving circuit that generates electric power for exciting the lifting magnet, and applies an excitation voltage to the lifting magnet in a first period immediately after the start of excitation. A control unit that controls the excitation voltage to a predetermined voltage in a second period after the first period, and a temperature detection unit that outputs a signal corresponding to the temperature of the lifting magnet; The control unit receives a signal from the temperature detection means, and lengthens the first period and controls the excitation voltage in the second period to a voltage higher than a predetermined voltage according to the temperature rise of the lifting magnet. And

リフティングマグネットを励磁する方法として、次のような方法がある。先ず、励磁開始直後に定格電圧より高い電圧をリフティングマグネットに印加して、励磁電流を短時間で立ち上げる。その後、印加電圧を低下させ、リフティングマグネットに定格電圧を印加しつつ励磁状態を維持する。上述した第1〜第3のリフティングマグネット駆動回路は、このような方法でリフティングマグネットを励磁するための制御部を備えている。   There are the following methods for exciting the lifting magnet. First, immediately after the start of excitation, a voltage higher than the rated voltage is applied to the lifting magnet to raise the excitation current in a short time. Thereafter, the applied voltage is lowered, and the excited state is maintained while applying the rated voltage to the lifting magnet. The above-described first to third lifting magnet drive circuits include a control unit for exciting the lifting magnet in this way.

そして、第1及び第3のリフティングマグネット駆動回路においては、制御部が、リフティングマグネットの温度上昇に応じて、励磁開始直後の第1の期間(すなわち、定格電圧より高い電圧を印加する期間)を長くする。これにより、コイル温度が上昇してコイルの電気抵抗値が増大した際に、第1の期間の長さが一定である場合と比較して励磁電流が増すので、リフティングマグネットの温度上昇に伴う吸着力の低下を軽減できる。また、第2及び第3のリフティングマグネット駆動回路においては、制御部が、リフティングマグネットの温度上昇に応じて第2の期間における励磁電圧を所定電圧より高い電圧に制御する。これにより、コイル温度が上昇してコイルの電気抵抗値が増大した際に、第2の期間に所定電圧を供給する場合と比較して励磁電流が増すので、リフティングマグネットの温度上昇に伴う吸着力の低下を軽減できる。   In the first and third lifting magnet drive circuits, the control unit performs a first period (that is, a period during which a voltage higher than the rated voltage is applied) immediately after the start of excitation according to the temperature rise of the lifting magnet. Lengthen. As a result, when the coil temperature rises and the electrical resistance value of the coil increases, the excitation current increases as compared with the case where the length of the first period is constant. Can reduce power loss. In the second and third lifting magnet drive circuits, the control unit controls the excitation voltage in the second period to a voltage higher than a predetermined voltage in accordance with the temperature rise of the lifting magnet. As a result, when the coil temperature rises and the electrical resistance value of the coil increases, the excitation current increases as compared with the case where the predetermined voltage is supplied in the second period. Can be reduced.

また、第1〜第3のリフティングマグネット駆動回路は、温度検知手段が、リフティングマグネットを流れる電流の大きさに基づいて上記信号を生成することを特徴としてもよい。リフティングマグネットの温度が上昇すると、コイルの電気抵抗値が上昇(増加)する。従って、このリフティングマグネット駆動回路によれば、温度検知手段が、リフティングマグネットの温度に応じた信号を好適に生成できる。   Further, the first to third lifting magnet driving circuits may be characterized in that the temperature detection means generates the signal based on the magnitude of the current flowing through the lifting magnet. When the temperature of the lifting magnet rises, the electrical resistance value of the coil rises (increases). Therefore, according to this lifting magnet drive circuit, the temperature detection means can suitably generate a signal corresponding to the temperature of the lifting magnet.

また、本発明による第1のリフティングマグネット装置は、リフティングマグネットと、上記した第1〜第3のリフティングマグネット駆動回路の何れかとを備え、リフティングマグネットは、所定軸線方向に延びる内極、所定軸線周りで内極の周囲に設けられた外極、及び、内極と外極との間に設けられた間極を含む強磁性の本体部と、内極と間極との間に配置され、所定軸線周りに巻回された第1のコイルと、間極と外極との間に配置され、所定軸線周りに巻回された第2のコイルとを有することを特徴とする。   A first lifting magnet device according to the present invention includes a lifting magnet and any one of the first to third lifting magnet drive circuits described above, and the lifting magnet has an inner pole extending in a predetermined axial direction, and around a predetermined axis. The ferromagnetic main body including the outer pole provided around the inner pole and the inner pole provided between the inner pole and the outer pole, and the inner pole and the inner pole are disposed between the inner pole and the predetermined pole. It has the 1st coil wound around the axis line, and the 2nd coil wound around the predetermined axis line is arranged between the interpole and the outer pole.

また、本発明による第2のリフティングマグネット装置は、リフティングマグネットと、上記した第1〜第3のリフティングマグネット駆動回路の何れかとを備え、リフティングマグネットは、第1及び第2のコイルと、第1及び第2のコイルを収容するケースと、第1及び第2のコイルをケース内に固定する固定材と、固定材よりも熱伝導率が高い材料からなり、第1のコイルと第2のコイルとの間に配置された導熱板とを有することを特徴とする。   The second lifting magnet device according to the present invention includes a lifting magnet and any one of the first to third lifting magnet driving circuits described above, and the lifting magnet includes the first and second coils, and the first coil. And a case containing the second coil, a fixing material for fixing the first and second coils in the case, and a material having a higher thermal conductivity than the fixing material, the first coil and the second coil And a heat conducting plate disposed between the two.

また、本発明による第3のリフティングマグネット装置は、リフティングマグネットと、上記した第1〜第3のリフティングマグネット駆動回路の何れかとを備え、リフティングマグネットは、コイルと、コイルを収容するケースと、コイルをケース内に固定する固定材と、固定材よりも熱伝導率が高い材料からなり、ケースとコイルとの間に配置された導熱板とを有することを特徴とする。   A third lifting magnet device according to the present invention includes a lifting magnet and any one of the first to third lifting magnet drive circuits described above. The lifting magnet includes a coil, a case that houses the coil, and a coil. It has a fixing material for fixing the inside of the case, and a heat conducting plate made of a material having a higher thermal conductivity than the fixing material and disposed between the case and the coil.

リフティングマグネットの温度上昇に応じて励磁電流を増加させると、ジュール熱が更に発生し、リフティングマグネットの温度が更に上昇してしまう。そして、例えば特許文献2に示された従来のリフティングマグネットの場合、励磁電流の増加に対するリフティングマグネットの温度上昇率が高く、励磁電流の増加幅が小さく制限されてしまう。これに対し、上述した第1〜第3のリフティングマグネット装置においては、リフティングマグネットが、間極や導熱板などの放熱性を良好にする構造を備えているので、リフティングマグネットの温度上昇率が低く抑えられる。従って、第1〜第3のリフティングマグネット装置によれば、リフティングマグネットの温度上昇に応じた励磁電流の増加幅を大きくし、第1〜第3のリフティングマグネット駆動回路による上記効果をより効果的に発揮することができる。   When the exciting current is increased in accordance with the temperature rise of the lifting magnet, Joule heat is further generated, and the temperature of the lifting magnet further rises. For example, in the case of the conventional lifting magnet shown in Patent Document 2, the temperature rise rate of the lifting magnet with respect to the increase of the excitation current is high, and the increase width of the excitation current is limited to be small. On the other hand, in the above-described first to third lifting magnet devices, the lifting magnet has a structure for improving heat dissipation such as an intermediate electrode and a heat conducting plate, so the temperature increase rate of the lifting magnet is low. It can be suppressed. Therefore, according to the 1st-3rd lifting magnet apparatus, the increase width of the exciting current according to the temperature rise of a lifting magnet is enlarged, and the said effect by the 1st-3rd lifting magnet drive circuit is made more effective. It can be demonstrated.

本発明によるリフティングマグネット駆動回路およびリフティングマグネット装置によれば、リフティングマグネットの温度上昇に伴う吸着力の低下を軽減できる。   According to the lifting magnet driving circuit and the lifting magnet device according to the present invention, it is possible to reduce the decrease in the attractive force accompanying the temperature increase of the lifting magnet.

以下、添付図面を参照しながら本発明によるリフティングマグネット駆動回路およびリフティングマグネット装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、トランジスタとはバイポーラ型トランジスタ及び電界効果トランジスタ(FET)の双方を含むものとする。トランジスタがFETである場合、ベースをゲート、コレクタをドレイン、エミッタをソースとそれぞれ読み替えるものとする。   Embodiments of a lifting magnet driving circuit and a lifting magnet device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the following description, a transistor includes both a bipolar transistor and a field effect transistor (FET). When the transistor is an FET, the base is read as the gate, the collector as the drain, and the emitter as the source.

図1は、本実施形態によるリフティングマグネット装置(以下、マグネット装置)1の構成を示す図である。マグネット装置1は、リフティングマグネット(以下、マグネット)10と、リフティングマグネット駆動回路(以下、マグネット駆動回路)30とを備えている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a lifting magnet device (hereinafter referred to as a magnet device) 1 according to the present embodiment. The magnet device 1 includes a lifting magnet (hereinafter referred to as a magnet) 10 and a lifting magnet drive circuit (hereinafter referred to as a magnet drive circuit) 30.

マグネット駆動回路30は、マグネット10を励磁するための電力を生成する回路であり、ブリッジドライバ32、制御部33、直流変換部36、Hブリッジ回路部37、コンデンサ38、及び電流測定部39を備えている。   The magnet drive circuit 30 is a circuit that generates electric power for exciting the magnet 10, and includes a bridge driver 32, a control unit 33, a DC conversion unit 36, an H bridge circuit unit 37, a capacitor 38, and a current measurement unit 39. ing.

直流変換部36は、交流発電機ACGから供給された交流電源電圧VAC1〜VAC3を直流電源電圧VDCへ変換するための回路部分である。本実施形態の直流変換部36は、6個のダイオード36a〜36fを含むブリッジ回路によって構成されており、三相全波整流を行う。なお、直流変換部は、これ以外にも例えばサイリスタを用いた純ブリッジ回路や、ダイオード及びサイリスタを用いた混合ブリッジ回路によって構成されてもよい。直流変換部が純ブリッジ回路や混合ブリッジ回路によって構成される場合、サイリスタは、図示しない位相制御回路によって所定の制御角で位相制御される。 The DC converter 36 is a circuit part for converting the AC power supply voltages V AC1 to V AC3 supplied from the AC generator ACG into the DC power supply voltage V DC . The DC conversion unit 36 of the present embodiment is configured by a bridge circuit including six diodes 36a to 36f, and performs three-phase full-wave rectification. In addition, the DC conversion unit may be configured by, for example, a pure bridge circuit using a thyristor or a mixed bridge circuit using a diode and a thyristor. In the case where the DC conversion unit is configured by a pure bridge circuit or a mixed bridge circuit, the thyristor is phase-controlled at a predetermined control angle by a phase control circuit (not shown).

Hブリッジ回路部37は、マグネット10へ供給される電流の向きを制御するための回路部分である。Hブリッジ回路部37は、4つのnpn型トランジスタ37a〜37dと、該4つのトランジスタ37a〜37dそれぞれの電流端子間(コレクタ−エミッタ間またはソース−ドレイン間)に電気的に接続された4つのダイオード(整流素子)37e〜37hと、マグネット10へ電流を供給するための配線31a及び31bが接続される端子37i及び37jとを含むHブリッジ回路によって構成されている。   The H-bridge circuit unit 37 is a circuit part for controlling the direction of the current supplied to the magnet 10. The H-bridge circuit unit 37 includes four npn transistors 37a to 37d and four diodes electrically connected between current terminals (collector-emitter or source-drain) of the four transistors 37a to 37d. (Rectifier elements) 37e to 37h and H bridge circuits including terminals 37i and 37j to which wires 31a and 31b for supplying current to the magnet 10 are connected.

具体的には、トランジスタ37aの一方の電流端子は直流変換部36の正側出力端36gに電気的に接続されており、トランジスタ37aの他方の電流端子は端子37iに電気的に接続されている。トランジスタ37bの一方の電流端子は端子37iに電気的に接続されており、トランジスタ37bの他方の電流端子は直流変換部36の負側出力端36hに電気的に接続されている。トランジスタ37cの一方の電流端子は直流変換部36の正側出力端36gに電気的に接続されており、トランジスタ37cの他方の電流端子は端子37jに電気的に接続されている。トランジスタ37dの一方の電流端子は端子37jに電気的に接続されており、トランジスタ37dの他方の電流端子は直流変換部36の負側出力端36hに電気的に接続されている。また、ダイオード37e〜37hのアノードは、それぞれトランジスタ37a〜37dの他方の電流端子に電気的に接続されており、ダイオード37e〜37hのカソードは、それぞれトランジスタ37a〜37dの一方の電流端子に電気的に接続されている。   Specifically, one current terminal of the transistor 37a is electrically connected to the positive output terminal 36g of the DC converter 36, and the other current terminal of the transistor 37a is electrically connected to the terminal 37i. . One current terminal of the transistor 37 b is electrically connected to the terminal 37 i, and the other current terminal of the transistor 37 b is electrically connected to the negative output terminal 36 h of the DC conversion unit 36. One current terminal of the transistor 37c is electrically connected to the positive output terminal 36g of the DC converter 36, and the other current terminal of the transistor 37c is electrically connected to the terminal 37j. One current terminal of the transistor 37d is electrically connected to the terminal 37j, and the other current terminal of the transistor 37d is electrically connected to the negative output terminal 36h of the DC converter 36. The anodes of the diodes 37e to 37h are electrically connected to the other current terminals of the transistors 37a to 37d, respectively. The cathodes of the diodes 37e to 37h are electrically connected to the one current terminals of the transistors 37a to 37d, respectively. It is connected to the.

各トランジスタ37a〜37dの制御端子(ベースまたはゲート)はブリッジドライバ32と電気的に接続されており、各トランジスタ37a〜37dにおける電流端子間の導通状態は、ブリッジドライバ32から提供される制御電流(または制御電圧)によって制御される。例えば、トランジスタ37a及び37dの制御端子に制御電流が提供されると、正方向の励磁電流Iが、トランジスタ37a、端子37i、マグネット10、端子37j、及びトランジスタ37dの順に流れる。また、トランジスタ37b及び37cの制御端子に制御電流が提供されると、逆方向の釈放電流(消磁電流)Iが、トランジスタ37c、端子37j、マグネット10、端子37i、及びトランジスタ37bの順に(すなわち、励磁電流Iとは逆向きに)流れる。 The control terminals (bases or gates) of the transistors 37a to 37d are electrically connected to the bridge driver 32, and the conduction state between the current terminals of the transistors 37a to 37d is a control current (from the bridge driver 32). Or control voltage). For example, when the control current to the control terminal of the transistor 37a and 37d are provided, the exciting current I 1 in the positive direction, the transistor 37a, the terminal 37i, the magnet 10, through the terminal 37j, and the order of the transistor 37d. Further, when the control current to the control terminal of the transistor 37b and 37c are provided, reverse release current (demagnetizing current) I 2 is, transistor 37c, the terminal 37j, magnet 10, the terminal 37i, and the order of the transistor 37b (i.e. , opposite to) flows to the excitation current I 1.

制御部33は、操作者による励磁操作または釈放操作に応じて、トランジスタ37a〜37dの何れを導通させるかを決定する。制御部33は、マグネット10へ印加される電圧をブリッジドライバ32を介して制御する。ブリッジドライバ32は、Hブリッジ回路部37を駆動するための回路であり、制御部33の出力信号に応じてトランジスタ37a〜37dの何れかを導通させる。また、ブリッジドライバ32は、トランジスタ37a〜37dを必要に応じて断続的に導通させ、マグネット10へ供給される電圧をパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)により調整する。このPWMのパルス幅は制御部33によって制御される。なお、制御部33は、例えば、所定のプログラムを格納したメモリと、該所定のプログラムを読み出して実行するCPUとを含むディジタル演算処理回路によって構成される。   The control unit 33 determines which of the transistors 37a to 37d is turned on in accordance with the excitation operation or release operation by the operator. The control unit 33 controls the voltage applied to the magnet 10 via the bridge driver 32. The bridge driver 32 is a circuit for driving the H bridge circuit unit 37, and makes any of the transistors 37 a to 37 d conductive according to the output signal of the control unit 33. Further, the bridge driver 32 intermittently turns on the transistors 37a to 37d as necessary, and adjusts the voltage supplied to the magnet 10 by pulse width modulation (PWM). The PWM pulse width is controlled by the control unit 33. The control unit 33 is configured by a digital arithmetic processing circuit including, for example, a memory that stores a predetermined program and a CPU that reads and executes the predetermined program.

コンデンサ38は、マグネット10への励磁電流Iが釈放電流Iへ切り替わる際にマグネット10に蓄積されたエネルギを吸収し、回生するために設けられている。コンデンサ38は、直流変換部36の正側出力端36gと負側出力端36hとの間に電気的に接続されている。 The capacitor 38 is provided to absorb and regenerate energy accumulated in the magnet 10 when the exciting current I 1 to the magnet 10 is switched to the release current I 2 . The capacitor 38 is electrically connected between the positive output terminal 36g and the negative output terminal 36h of the DC converter 36.

電流測定部39は、本実施形態における温度検知手段であり、マグネット10の温度(以下、マグネット温度)に応じた信号を出力する。本実施形態の電流測定部39は、配線31bに対して直列に設けられたシャント抵抗39aからなり、シャント抵抗39aの両端電圧をA/D変換器39bへ出力する。なお、電流測定部39は、これ以外にも例えば電流センサを用いた回路によって構成されてもよい。電流測定部39から出力された信号(シャント抵抗39aの両端電圧)は、マグネット10を流れる電流の大きさを示す。マグネット温度が上昇するとマグネット10のコイルの電気抵抗値が上昇(増加)する傾向があるので、電流測定部39の出力信号は、マグネット温度に応じた値となる。A/D変換器39bは、この信号をディジタル信号に変換し、該ディジタル信号を制御部33へ提供する。   The current measuring unit 39 is a temperature detecting unit in the present embodiment, and outputs a signal corresponding to the temperature of the magnet 10 (hereinafter referred to as magnet temperature). The current measurement unit 39 according to the present embodiment includes a shunt resistor 39a provided in series with the wiring 31b, and outputs the voltage across the shunt resistor 39a to the A / D converter 39b. In addition, the current measurement unit 39 may be configured by a circuit using a current sensor, for example. A signal (a voltage across the shunt resistor 39a) output from the current measuring unit 39 indicates the magnitude of the current flowing through the magnet 10. Since the electrical resistance value of the coil of the magnet 10 tends to increase (increase) when the magnet temperature rises, the output signal of the current measuring unit 39 becomes a value corresponding to the magnet temperature. The A / D converter 39 b converts this signal into a digital signal and provides the digital signal to the control unit 33.

次に、マグネット駆動回路30の動作(励磁動作および釈放動作)について説明する。図2(a)は、マグネット10に印加される励磁(釈放)電圧の時間波形を示しており、図2(b)は、マグネット10に供給される励磁(釈放)電流の時間波形を示している。なお、上述したようにマグネット10への励磁電圧はPWMによって調整されるが、図2(a)においては、PWMにおける電圧変化を時間的に平均化して得られる実効電圧の値を示している。また、図2(a),(b)における電圧及び電流の符号については、図1に示した励磁電流Iの向きを正としている。 Next, operations (excitation operation and release operation) of the magnet drive circuit 30 will be described. 2A shows a time waveform of the excitation (release) voltage applied to the magnet 10, and FIG. 2B shows a time waveform of the excitation (release) current supplied to the magnet 10. Yes. As described above, the excitation voltage to the magnet 10 is adjusted by the PWM, but FIG. 2A shows the value of the effective voltage obtained by averaging the voltage change in the PWM over time. Also, FIG. 2 (a), the the sign of the voltage and current in (b) is in the direction of the excitation current I 1 shown in FIG. 1 as positive.

まず、或る時刻tにおいて、交流発電機ACGが駆動されることにより、直流変換部36に3相の交流電源電圧VAC1〜VAC3が提供される。交流電源電圧VAC1〜VAC3は、直流変換部36によって直流電源電圧VDCに変換される。続いて、操作者がマグネット励磁用のスイッチ等を操作することにより(時刻t)、制御部33はマグネット10の励磁を開始する。すなわち、制御部33の指示を受けたブリッジドライバ32は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37a及び37dを導通させる。これにより、マグネット10に励磁電流Iが流れる。 First, at a certain time t 0 , the AC generator ACG is driven to provide the DC converter 36 with the three-phase AC power supply voltages V AC1 to V AC3 . The AC power supply voltages V AC1 to V AC3 are converted into the DC power supply voltage V DC by the DC conversion unit 36. Subsequently, when the operator operates a magnet excitation switch or the like (time t 1 ), the control unit 33 starts exciting the magnet 10. In other words, the bridge driver 32 that has received an instruction from the control unit 33 causes the transistors 37 a and 37 d of the H bridge circuit unit 37 to conduct. As a result, the exciting current I 1 flows through the magnet 10.

制御部33は、励磁開始直後の期間Tにおいて、PWMのデューティ比を最大の100%として励磁電圧(実効値)を最大値VOSとする。この期間Tをオーバーシュート期間(OS期間)と称し、マグネット10への励磁電流Iを短時間で立ち上げるための期間である。また、制御部33は、OS期間Tの次の期間Tにおいて、PWMのデューティ比を最大より低下させて(例えば90%)、励磁電圧(実効値)をVOE(<VOS)とする。この期間Tをオーバーエキサイト期間(OE期間)と称し、吊荷を容易に捕捉できるようにマグネット10の磁力を一時的に高める期間である。なお、特許請求の範囲に記載された第1の期間とは、本実施形態の場合、OS期間T及びOE期間Tからなる期間を指す。また、励磁電圧VOS,VOEは、何れもマグネット10の定格電圧(所定電圧)を超える大きさである。このOS期間T,OE期間Tにおいて励磁電圧が一時的に高められることにより、励磁電流Iは図2(b)に示すように定格電流IRAより大きいオーバーエキサイト電流(OE電流)IOEに達する。 Control unit 33, in the period T 1 of the immediately following excitation start, exciting voltage the duty ratio of the PWM to 100% of the maximum rms and maximum value V OS. The period T 1 called overshoot period (OS period) is a period for starting up the exciting current I 1 to the magnet 10 in a short time. Further, the control unit 33 reduces the PWM duty ratio from the maximum (for example, 90%) in the period T 2 following the OS period T 1 , and sets the excitation voltage (effective value) to V OE (<V OS ). To do. The period T 2 designated as over-excited period (OE period) is a period during which temporarily increase the magnetic force of the magnet 10 so that the suspended load can be easily captured. Note that the first time period described in the claims, in the present embodiment, refers to a period in which the OS period T 1 and OE period T 2. Further, the excitation voltages V OS and V OE both have a magnitude exceeding the rated voltage (predetermined voltage) of the magnet 10. As the excitation voltage is temporarily increased in the OS period T 1 and the OE period T 2 , the excitation current I 1 is larger than the rated current I RA as shown in FIG. 2B. OE is reached.

制御部33は、OE期間Tの次の期間Tにおいて、PWMのデューティ比を更に低下させて、励磁電圧(実効値)を所定の定格電圧VRA(<VOE)とする。この期間Tを定格励磁期間と称し、マグネット10の定格電圧(所定電圧)付近の励磁電圧を供給しつつ励磁状態を維持する期間である。この定格励磁期間Tにおいては、定格電圧VRAが印加されることにより、励磁電流Iは定格電流IRAとなる。なお、定格励磁期間Tは、本実施形態における第2の期間であり、次の釈放動作へ移行するまで継続される。 Control unit 33, in the next period T 3 of OE period T 2, and further reduce the duty ratio of the PWM, and the excitation voltage (effective value) of the predetermined rated voltage V RA (<V OE). The period T 3 is referred to as a rated exciting period, a period for maintaining the excited state while supplying an excitation voltage of the rated voltage (predetermined voltage) around the magnet 10. In this rating exciting period T 3, by the rated voltage V RA is applied, the exciting current I 1 is the rated current I RA. Incidentally, the rated exciting period T 3 is the second period in the present embodiment is continued until the process proceeds to the next release operation.

このような励磁電力をマグネット10へ供給することにより、マグネット10が励磁され、鉄片等の吊荷を吸着して持ち上げることが可能となる。   By supplying such excitation power to the magnet 10, the magnet 10 is excited, and it becomes possible to attract and lift a suspended load such as an iron piece.

続いて、マグネット10から鉄片等を釈放(解放)するための動作に移る。操作者がマグネット釈放用のスイッチ等を操作することにより(時刻t)、制御部33はマグネット10の消磁を開始する。すなわち、制御部33の指示を受けたブリッジドライバ32は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37a及び37dを非導通とし、トランジスタ37b及び37cを導通させる。これにより、マグネット10の電流の向きが反転し、釈放電流Iが流れる(期間T)。この釈放電流Iは、マグネット10のインダクタンスの影響から或る時定数でもって所定値に近づく。これにより、マグネット10および吊荷が消磁され、吊荷が開放される。制御部33は、釈放電流Iの大きさが或る設定値に達すると、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37b及び37cを非導通として電力供給を停止する。 Subsequently, the operation moves to release (release) the iron pieces from the magnet 10. When the operator operates a magnet release switch or the like (time t 2 ), the control unit 33 starts demagnetization of the magnet 10. That is, the bridge driver 32 that has received an instruction from the control unit 33 turns off the transistors 37a and 37d of the H bridge circuit unit 37 and turns on the transistors 37b and 37c. As a result, the direction of the current of the magnet 10 is reversed, and the release current I 2 flows (period T 4 ). The release current I 2 approaches a predetermined value with a certain time constant due to the influence of the inductance of the magnet 10. Thereby, the magnet 10 and the suspended load are demagnetized, and the suspended load is released. Control unit 33, the magnitude of the release current I 2 reaches a certain set value, and stops power supply to the transistors 37b and 37c of the H-bridge circuit portion 37 as a non-conductive.

ここで、マグネット10が継続的に使用されると、ジュール熱によってマグネット温度が次第に上昇する。マグネット10を構成するコイルの電気抵抗値はコイルの温度上昇に応じて増大するので、コイルの温度が上昇すると供給電流が次第に減少する。従って、従来のマグネット装置では、マグネット温度が上昇すると、図2(b)のグラフGbに示すように励磁電流が低下し、OE電流の大きさが上記したIOEより小さいIOE1となってしまう。また、期間Tにおける励磁電流の大きさも、定格電流IRAより小さいIRA1となってしまう。そこで、本実施形態の制御部33は、以下に示す第1〜第3の動作のうち何れかを行う。 Here, when the magnet 10 is continuously used, the magnet temperature gradually increases due to Joule heat. Since the electrical resistance value of the coil that constitutes the magnet 10 increases as the coil temperature rises, the supply current gradually decreases as the coil temperature rises. Thus, the conventional magnet apparatus, the magnet temperature rises, and decrease the exciting current is as shown in the graph Gb in FIG. 2 (b), the magnitude of the OE current becomes I OE smaller I OE1 described above . The size of the excitation current in the period T 3 also becomes a rated current I RA smaller than I RA1. Therefore, the control unit 33 of the present embodiment performs any one of the following first to third operations.

[第1の動作]
制御部33は、マグネット温度に応じた信号を電流測定部39から入力し、この信号に基づいて、マグネット温度が設定温度を超えたか否かを判定する。そして、制御部33は、マグネット温度が設定温度を超えた場合に、OS期間T及びOE期間Tからなる第1の期間を長くする。ここで、図3は、本動作における(a)励磁電圧及び(b)励磁電流の時間波形を示すグラフである。なお、図3(a),(b)において、グラフG1,G2は制御部33が第1の動作を行った場合を示している。また、グラフGaは図2(a)に示したグラフと同一であり、グラフGbは図2(b)に示したグラフGbと同一である。
[First operation]
The control unit 33 inputs a signal corresponding to the magnet temperature from the current measurement unit 39, and determines whether or not the magnet temperature exceeds the set temperature based on this signal. Then, the control unit 33, when the magnet temperature exceeds the set temperature, a longer first period when the OS period T 1 and OE period T 2. Here, FIG. 3 is a graph showing time waveforms of (a) excitation voltage and (b) excitation current in this operation. In FIGS. 3A and 3B, graphs G1 and G2 indicate cases where the control unit 33 performs the first operation. The graph Ga is the same as the graph shown in FIG. 2A, and the graph Gb is the same as the graph Gb shown in FIG.

制御部33は、マグネット温度が上昇して設定温度を超えると、図3(a)に示すように、OS期間T及びOE期間Tの少なくとも一方を温度上昇前よりも長く(それぞれOS期間T11、OE期間T21)設定する。すなわち、(T11+T21)>(T+T)である。これによって、マグネット10の定格電圧を超える励磁電圧VOS,VOEがマグネット10に印加される時間がより長くなり、図3(b)に示すように、OE電流の大きさがIOE2に達する。この値IOE2は、OS期間T及びOE期間Tを変化させない場合の値IOE1より大きい。 Control unit 33, the magnet temperature exceeds the rising to the set temperature, as shown in FIG. 3 (a), OS period T 1 and at least one greater than the previous temperature rise (OS period each OE period T 2 T 11 and OE period T 21 ) are set. That is, (T 11 + T 21 )> (T 1 + T 2 ). As a result, the time during which the excitation voltages V OS and V OE exceeding the rated voltage of the magnet 10 are applied to the magnet 10 becomes longer, and the magnitude of the OE current reaches I OE2 as shown in FIG. . This value I OE2 is greater than the value I OE1 if that does not change the OS period T 1 and OE period T 2.

上記作用を量的に示すと、例えばマグネット10として直径1300[mm]、定格電流IRA=56[A]のものを使用し、交流発電機ACGの出力を220[V]とし、VOS=290[V]、VOE=240[V]、VRA=200[V](VOS,VOE,VRAはいずれも実効値)とした場合、マグネット低温時のOE電流IOEは例えば67[A]に設定される。そして、マグネット10の温度上昇によって、従来のマグネット駆動回路におけるOE電流が例えばIOE1=61[A]に変化し、定格励磁期間Tでの電流値が例えばIRA1=38[A]に変化していたとする。このような場合、OS期間及びOE期間を図3(a)に示したT11,T21に設定すると、OE電流IOE2は64[A]となり、従来のマグネット駆動回路に対して3[A]増加する。なお、期間T、T、T11、及びT21の長さを例示すると、それぞれ3秒、3秒、5秒、及び10秒である。 When the above action is shown quantitatively, for example, a magnet 10 having a diameter of 1300 [mm] and a rated current I RA = 56 [A] is used, the output of the AC generator ACG is 220 [V], and V OS = When 290 [V], V OE = 240 [V], and V RA = 200 [V] (V OS , V OE , and V RA are effective values), the OE current I OE at a magnet low temperature is, for example, 67 [A] is set. As the temperature of the magnet 10 rises, the OE current in the conventional magnet driving circuit changes to, for example, I OE1 = 61 [A], and the current value in the rated excitation period T 3 changes to, for example, I RA1 = 38 [A]. Suppose you were. In such a case, when the OS period and the OE period are set to T 11 and T 21 shown in FIG. 3A, the OE current IOE2 is 64 [A], which is 3 [A] compared to the conventional magnet drive circuit. ]To increase. The lengths of the periods T 1 , T 2 , T 11 , and T 21 are 3 seconds, 3 seconds, 5 seconds, and 10 seconds, respectively.

このように、制御部33が、励磁開始直後の第1の期間(T+T)、すなわち定格電圧より高い電圧を印加する期間をマグネット温度の上昇に応じて長くすることにより、マグネット温度が上昇してコイルの電気抵抗値が増大した際に、期間(T+T)の長さが一定である場合と比較して励磁電流が増す。従って、マグネット温度の上昇に伴う吸着力の低下を軽減できる。 As described above, the control unit 33 lengthens the first period (T 1 + T 2 ) immediately after the start of excitation, that is, the period during which the voltage higher than the rated voltage is applied, as the magnet temperature increases, so that the magnet temperature is increased. When the electrical resistance value of the coil increases and increases, the excitation current increases as compared with the case where the length of the period (T 1 + T 2 ) is constant. Therefore, it is possible to reduce the decrease in the attractive force accompanying the increase in the magnet temperature.

[第2の動作]
制御部33は、マグネット温度に応じた信号を電流測定部39から入力し、この信号に基づいて、マグネット温度が設定温度を超えたか否かを判定する。そして、制御部33は、マグネット温度が設定温度を超えた場合に、定格励磁期間Tにおける励磁電圧を、定格電圧VRAより高い電圧に制御する。ここで、図4は、本動作における(a)励磁電圧及び(b)励磁電流の時間波形を示すグラフである。なお、図4(a),(b)において、グラフG3,G4は制御部33が第2の動作を行った場合を示している。また、グラフGa,Gbは図3のものと同一である。
[Second operation]
The control unit 33 inputs a signal corresponding to the magnet temperature from the current measurement unit 39, and determines whether or not the magnet temperature exceeds the set temperature based on this signal. Then, the control unit 33, when the magnet temperature exceeds the set temperature, the excitation voltage at the rated exciting period T 3, is controlled to a voltage higher than the rated voltage V RA. Here, FIG. 4 is a graph showing time waveforms of (a) excitation voltage and (b) excitation current in this operation. In FIGS. 4A and 4B, graphs G3 and G4 show the case where the control unit 33 performs the second operation. The graphs Ga and Gb are the same as those in FIG.

制御部33は、マグネット温度が上昇して設定温度を超えると、図4(a)に示すように、定格励磁期間Tにおける励磁電圧を定格電圧VRAより高い電圧VRA3に制御する。これにより、図4(b)に示すように定格励磁期間Tにおける励磁電流の大きさがIRA3となる。この値IRA3は、定格励磁期間Tにおける励磁電圧を定格電圧VRAとした場合の値IRA1より大きい。例えば、第1の動作において量的に説明した条件と同条件で、定格励磁期間Tにおける励磁電圧をVRA3=220[V]に設定すると、励磁電流はIRA3=41[A]となり、従来のマグネット駆動回路に対して3[A]増加する。 Control unit 33, the magnet temperature exceeds the set temperature rises, as shown in FIG. 4 (a), controls the excitation voltage at the rated exciting period T 3 in the high voltage V RA3 than the rated voltage V RA. Thus, the magnitude of the exciting current at the rated exciting period T 3 as shown in FIG. 4 (b) is I RA3. This value I RA3 is greater than the value I RA1 in the case of the rated voltage V RA excitation voltage at the rated exciting period T 3. For example, if the excitation voltage in the rated excitation period T 3 is set to V RA3 = 220 [V] under the same conditions as described quantitatively in the first operation, the excitation current becomes I RA3 = 41 [A], It increases by 3 [A] compared to the conventional magnet drive circuit.

このように、制御部33が、マグネット温度の上昇に応じて、定格励磁期間Tにおける励磁電圧を定格電圧VRAより高い電圧VRA3に制御することにより、マグネット温度が上昇してコイルの電気抵抗値が増大した際に、定格励磁期間Tに定格電圧VRAを供給し続ける場合と比較して励磁電流が増す。従って、マグネット温度の上昇に伴う吸着力の低下を軽減できる。 Thus, the control unit 33, in response to an increase in the magnet temperature, by controlling the excitation voltage at the rated exciting period T 3 in the high voltage V RA3 than the rated voltage V RA, electrical coil magnet temperature rises when the resistance value is increased, the exciting current is increased as compared with the case continue to supply the rated voltage V RA to the rated exciting period T 3. Therefore, it is possible to reduce the decrease in the attractive force accompanying the increase in the magnet temperature.

[第3の動作]
制御部33は、マグネット温度に応じた信号を電流測定部39から入力し、この信号に基づいて、マグネット温度が設定温度を超えたか否かを判定する。そして、制御部33は、マグネット温度が設定温度を超えた場合に、OS期間T及びOE期間Tからなる第1の期間を長くすると共に、定格励磁期間Tにおける励磁電圧を、定格電圧VRAより高い電圧に制御する。ここで、図5は、本動作における(a)励磁電圧及び(b)励磁電流の時間波形を示すグラフである。なお、図5(a),(b)において、グラフG5,G6は制御部33が第3の動作を行った場合を示している。また、グラフGa,Gbは図3のものと同一である。
[Third operation]
The control unit 33 inputs a signal corresponding to the magnet temperature from the current measurement unit 39, and determines whether or not the magnet temperature exceeds the set temperature based on this signal. Then, the control unit 33, when the magnet temperature exceeds the set temperature, the longer the first time period consisting OS period T 1 and OE period T 2, the excitation voltage at the rated exciting period T 3, the rated voltage Control to a voltage higher than VRA . Here, FIG. 5 is a graph showing time waveforms of (a) excitation voltage and (b) excitation current in this operation. In FIGS. 5A and 5B, graphs G5 and G6 indicate cases where the control unit 33 performs the third operation. The graphs Ga and Gb are the same as those in FIG.

制御部33は、マグネット温度が上昇して設定温度を超えると、図5(a)に示すように、OS期間T及びOE期間Tの少なくとも一方を温度上昇前よりも長く(それぞれOS期間T11、OE期間T21)設定し、且つ、定格励磁期間Tにおける励磁電圧を定格電圧VRAより高い電圧VRA3に制御する。これにより、図5(b)に示すようにOE電流の大きさがIOE2(>IOE1)に達する。また、定格励磁期間Tにおける励磁電流の大きさがIRA3(>IRA1)となる。 When the magnet temperature rises and exceeds the set temperature, the control unit 33 makes at least one of the OS period T 1 and the OE period T 2 longer than before the temperature rise (each OS period), as shown in FIG. T 11 and OE period T 21 ) are set, and the excitation voltage in the rated excitation period T 3 is controlled to a voltage V RA3 higher than the rated voltage V RA . As a result, the magnitude of the OE current reaches I OE2 (> I OE1 ) as shown in FIG. The size of the excitation current at the rated exciting period T 3 becomes I RA3 (> I RA1).

このように、制御部33が、励磁開始直後の第1の期間(T+T)をマグネット温度の上昇に応じて長くし、且つマグネット温度の上昇に応じて定格励磁期間Tにおける励磁電圧を電圧VRA3(>VRA)に制御することにより、マグネット温度が上昇してコイルの電気抵抗値が増大した際の励磁電流をより大きくできる。従って、マグネット温度の上昇に伴う吸着力の低下をより効果的に軽減できる。 In this way, the control unit 33 lengthens the first period (T 1 + T 2 ) immediately after the start of excitation according to the increase in the magnet temperature, and the excitation voltage in the rated excitation period T 3 according to the increase in the magnet temperature. Is controlled to the voltage V RA3 (> V RA ), the excitation current when the magnet temperature rises and the electrical resistance value of the coil increases can be increased. Accordingly, it is possible to more effectively reduce the decrease in the attractive force accompanying the increase in the magnet temperature.

続いて、本実施形態のマグネット装置1に適したマグネット10の構成について説明する。   Next, the configuration of the magnet 10 suitable for the magnet device 1 of the present embodiment will be described.

図6は、マグネット10の一形態として、マグネット10Aの構造を示す側面断面図である。また、図7は、図6に示したマグネット10AのVII−VII線に沿った断面を示す断面図である。なお、本実施形態のマグネット10Aは所定軸線Cを中心とする円柱状の外観を有しており、図6では軸線Cに対して片側の断面の図示を省略している。   FIG. 6 is a side sectional view showing a structure of a magnet 10 </ b> A as one form of the magnet 10. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line VII-VII of the magnet 10A shown in FIG. Note that the magnet 10A of the present embodiment has a cylindrical appearance centered on a predetermined axis C, and illustration of a cross section on one side with respect to the axis C is omitted in FIG.

図6及び図7を参照すると、本実施形態のマグネット10Aは、ケース11、コイル20及び21、並びに固定材18及び19を備えている。コイル20は、本実施形態における第1のコイルであり、後述する内極14と間極16との間に配置され、軸線C周りに導線が巻回されて成る。また、コイル21は、本実施形態における第2のコイルであり、後述する間極16と外極15との間に配置され、軸線C周りに導線が巻回されて成る。   With reference to FIGS. 6 and 7, the magnet 10 </ b> A of the present embodiment includes a case 11, coils 20 and 21, and fixing members 18 and 19. The coil 20 is a first coil in the present embodiment, and is arranged between an inner pole 14 and an interpole 16 which will be described later, and a conductive wire is wound around the axis C. The coil 21 is a second coil in the present embodiment, and is arranged between an interpole 16 and an outer pole 15 described later, and a conductive wire is wound around the axis C.

ここで、図8は、コイル20,21の部分断面(図中のA1及びA2)の構造を詳細に示す拡大図である。コイル20,21は、導線22及び絶縁被覆膜23を有している。導線22は、複数の層にわたって軸線C周りに巻回されている。導線22は、例えばアルミニウムといった導電性の材料からなる。また、絶縁被覆膜23は、例えば絶縁紙などによって構成されており、導線22を覆っている。なお、コイル20の導線22とコイル21の導線22とは互いに繋がっていてもよく、或いは互いに独立していてもよい。   Here, FIG. 8 is an enlarged view showing in detail the structure of partial cross sections (A1 and A2 in the drawing) of the coils 20 and 21. FIG. The coils 20 and 21 have a conducting wire 22 and an insulating coating film 23. The conducting wire 22 is wound around the axis C across a plurality of layers. The conducting wire 22 is made of a conductive material such as aluminum. The insulating coating film 23 is made of, for example, insulating paper and covers the conductive wire 22. In addition, the conducting wire 22 of the coil 20 and the conducting wire 22 of the coil 21 may be connected to each other or may be independent from each other.

再び図6及び図7を参照する。ケース11は、コイル20及び21を収容するための部材である。ケース11は、コイル20及び21の一端側に配置された底板としての非磁性部材17と、強磁性部材からなる本体部12とを含んで構成される。更に、本体部12は、コイル20及び21の他端側に配置された天板としてのヨーク13と、コイル20の内側に配置された内極14と、コイル21の外側に配置された外極15と、コイル20及び21の間に設けられた間極16とを含んで構成されている。ヨーク13、内極14、外極15、及び間極16は、それぞれ鉄等の強磁性体からなる。   Refer to FIGS. 6 and 7 again. The case 11 is a member for housing the coils 20 and 21. The case 11 includes a nonmagnetic member 17 as a bottom plate disposed on one end side of the coils 20 and 21 and a main body portion 12 made of a ferromagnetic member. Further, the main body 12 includes a yoke 13 as a top plate disposed on the other end side of the coils 20 and 21, an inner pole 14 disposed on the inner side of the coil 20, and an outer pole disposed on the outer side of the coil 21. 15 and an interpole 16 provided between the coils 20 and 21. The yoke 13, the inner pole 14, the outer pole 15, and the interpole 16 are each made of a ferromagnetic material such as iron.

内極14は、コイル20の内側面20bに沿ってコイル20の巻回軸方向(すなわち中心軸線Cに平行な方向)に延びる円柱状の部材であり、コイル20とともに第1の電磁石を構成する。すなわち、コイル20に励磁電流が流れると、内極14の内部に磁界が形成され、内極14の一端側の端部14aが第1の電磁石の一方の極となる。なお、端部14aは本体部12に対して取り外し可能に構成されており、損耗に応じて交換される。   The inner pole 14 is a cylindrical member that extends in the winding axis direction of the coil 20 along the inner side surface 20 b of the coil 20 (that is, the direction parallel to the central axis C), and constitutes a first electromagnet together with the coil 20. . That is, when an exciting current flows through the coil 20, a magnetic field is formed inside the inner pole 14, and the end portion 14 a on one end side of the inner pole 14 becomes one pole of the first electromagnet. Note that the end portion 14a is configured to be removable from the main body portion 12, and is replaced according to wear.

間極16は、コイル20の外側面20c及びコイル21の内側面21bに沿って中心軸線Cに平行な方向に延びる筒状の部材であり、コイル21とともに第2の電磁石を構成する。すなわち、コイル21に励磁電流が流れると、間極16の内部に磁界が形成され、間極16の一端側の端部16aが第2の電磁石の一方の極となる。本実施形態の間極16は、図7に示すように、コイル20及び21の全周に亘って連続する環状に設けられている。なお、間極は、図7に示した形態以外にも、例えば、コイル20の外側面20c及びコイル21の内側面21bに沿って湾曲した複数の板状の部材が、一定の間隔をあけてコイル20,21の周方向に並置されているような構成であってもよい。   The interpole 16 is a cylindrical member extending in a direction parallel to the central axis C along the outer surface 20 c of the coil 20 and the inner surface 21 b of the coil 21, and constitutes a second electromagnet together with the coil 21. That is, when an exciting current flows through the coil 21, a magnetic field is formed inside the interpole 16, and the end 16 a on one end side of the interpole 16 becomes one pole of the second electromagnet. As shown in FIG. 7, the intermediate pole 16 of the present embodiment is provided in an annular shape that is continuous over the entire circumference of the coils 20 and 21. In addition to the form shown in FIG. 7, for example, a plurality of plate-like members curved along the outer side surface 20 c of the coil 20 and the inner side surface 21 b of the coil 21 are spaced apart from each other by a certain interval. A configuration in which the coils 20 and 21 are juxtaposed in the circumferential direction may be employed.

外極15は、コイル21の外側面21cに沿って中心軸線Cに平行な方向に延びる筒状の部材である。コイル20及び21に励磁電流が流れると、外極15の内部に磁界が形成され、外極15の一端側の端部15aが第1及び第2の電磁石の他方の極となる。端部15aは、内極14の端部14aと同様に本体部12に対して取り外し可能に構成されており、損耗に応じて交換される。端部14a及び15aの下端(すなわち内極14及び外極15の一端)は同一平面内に位置しており、例えば吊荷の吸着面が平面である場合、端部14a及び15aが吊荷の被吸着面に当接する。   The outer pole 15 is a cylindrical member that extends in a direction parallel to the central axis C along the outer surface 21 c of the coil 21. When an exciting current flows through the coils 20 and 21, a magnetic field is formed inside the outer pole 15, and the end 15a on one end side of the outer pole 15 becomes the other pole of the first and second electromagnets. The end portion 15a is configured to be removable from the main body portion 12 in the same manner as the end portion 14a of the inner pole 14, and is replaced according to wear. The lower ends of the end portions 14a and 15a (that is, one end of the inner pole 14 and the outer pole 15) are located in the same plane. For example, when the suction surface of the suspended load is a plane, the end portions 14a and 15a are Abuts on the suction surface.

ヨーク13は、コイル20の他端側の端面20d、及びコイル21の他端側の端面21dに沿って設けられた円板状の部材である。内極14の他端はヨーク13の中央部に固定されており、外極15の他端はヨーク13の外周部付近に固定されており、間極16の他端はヨーク13の中央部と外周部との間の中間部に固定されている。なお、これらの各極14〜16とヨーク13との固定方法としては、溶接やボルト締め等が好適である。また、各極14〜16とヨーク13とは鋳造等で一体形成されても良い。コイル20,21に励磁電流が流れると、磁束はヨーク13の内部を通る。これにより、内極14、外極15、及び間極16に磁場を効率よく発生させることができる。   The yoke 13 is a disk-shaped member provided along the end surface 20 d on the other end side of the coil 20 and the end surface 21 d on the other end side of the coil 21. The other end of the inner pole 14 is fixed to the central portion of the yoke 13, the other end of the outer pole 15 is fixed near the outer peripheral portion of the yoke 13, and the other end of the interpole 16 is connected to the central portion of the yoke 13. It is fixed to an intermediate part between the outer peripheral part. In addition, welding, bolting, etc. are suitable as a fixing method of each pole 14-16 and the yoke 13. FIG. The poles 14 to 16 and the yoke 13 may be integrally formed by casting or the like. When an exciting current flows through the coils 20 and 21, the magnetic flux passes through the inside of the yoke 13. Thereby, a magnetic field can be efficiently generated in the inner pole 14, the outer pole 15, and the interpole 16.

非磁性部材17は、コイル20の一端側の端面20a、及びコイル21の一端側の端面21aに沿って設けられた円板状の部材である。非磁性部材17は、各磁極14〜16における磁場を乱さないように、例えば高マンガン系オーステナイト鋼やNi−Cr系オーステナイトステンレス鋼といった非磁性体によって構成されている。また、非磁性部材17は、内極14が貫通するための開口17aを中央部に有しており、内極14の一端が非磁性部材17から下方に露出している。非磁性部材17の外周部(縁部17b)は、外極15に固定されている。   The nonmagnetic member 17 is a disk-shaped member provided along the end surface 20 a on one end side of the coil 20 and the end surface 21 a on one end side of the coil 21. The nonmagnetic member 17 is made of, for example, a nonmagnetic material such as high manganese austenitic steel or Ni—Cr austenitic stainless steel so as not to disturb the magnetic fields in the magnetic poles 14 to 16. In addition, the nonmagnetic member 17 has an opening 17 a through which the inner pole 14 penetrates in the central portion, and one end of the inner pole 14 is exposed downward from the nonmagnetic member 17. An outer peripheral portion (edge portion 17 b) of the nonmagnetic member 17 is fixed to the outer pole 15.

固定材18及び19は、コイル20及び21とケース11との隙間をそれぞれ埋めて固まることにより、ケース11内においてコイル20及び21を固定するための部材である。固定材18及び19は、例えばエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる。   The fixing members 18 and 19 are members for fixing the coils 20 and 21 in the case 11 by filling and hardening the gaps between the coils 20 and 21 and the case 11, respectively. The fixing members 18 and 19 are made of an insulating material such as an epoxy resin.

図6〜図8に示したマグネット10Aでは、間極16を設けることによって磁束の流れが制御され、コイル20,21の内部や、マグネット10Aと吊荷との隙間に漏れる磁束が低減される。従って、吊荷以外に漏れる磁束を低減して吊荷に磁束を効率よく通すことができるので、従来の構成と比較してマグネット10Aの吸着効率を高めることができる。また、これにより、所要の磁力を発生させるために必要な励磁電流を小さくできるので、コイル20,21におけるジュール熱の発熱量を抑制できる。更に、コイル20,21において発生したジュール熱を間極16を介して外部へ放出できる。従って、コイル20,21の温度上昇を抑えることができる。   In the magnet 10 </ b> A shown in FIGS. 6 to 8, the flow of magnetic flux is controlled by providing the interpolar electrode 16, and the magnetic flux leaking into the coils 20 and 21 and the gap between the magnet 10 </ b> A and the suspended load is reduced. Therefore, since the magnetic flux leaking to other than the suspended load can be reduced and the magnetic flux can be efficiently passed through the suspended load, the adsorption efficiency of the magnet 10A can be increased as compared with the conventional configuration. In addition, this makes it possible to reduce the excitation current necessary for generating the required magnetic force, so that the amount of Joule heat generated in the coils 20 and 21 can be suppressed. Furthermore, the Joule heat generated in the coils 20 and 21 can be released to the outside through the intermediate electrode 16. Therefore, the temperature rise of the coils 20 and 21 can be suppressed.

前述したマグネット駆動回路30(図1参照)において、マグネット10の温度上昇に応じて励磁電流Iを増加させると、ジュール熱が更に発生し、マグネット10の温度が更に上昇してしまう。そして、一般的なマグネットの場合、励磁電流Iの増加に対するマグネット温度の上昇率が高いと、マグネット温度が上限温度に達し易いため、励磁電流Iの増加幅が制限されてしまう。これに対し、放熱性が高いマグネット10Aを用いると、マグネット温度の上昇率が低く抑えられるので、マグネット温度の上昇に応じた励磁電流Iの増加幅を大きくでき、マグネットの吸着力の低下をより効果的に軽減できる。 In the above-described magnet drive circuit 30 (see FIG. 1), increasing the exciting current I 1 according to the temperature rise of the magnet 10, further generates Joule heat, the temperature of the magnet 10 rises further. In the case of a general magnet, if the increase rate of the magnet temperature with respect to the increase of the excitation current I 1 is high, the magnet temperature easily reaches the upper limit temperature, and thus the increase width of the excitation current I 1 is limited. In contrast, the use of high heat dissipation magnets 10A, since the rate of increase in the magnet temperature is kept low, the increase in width of the exciting current I 1 corresponding to the increase in the magnet temperature can be increased, a decrease in the adsorption force of the magnet It can be reduced more effectively.

図9は、マグネット10Bの構造を示す側面断面図である。マグネット10Bは軸線Cを中心とする円柱状の外観を有しており、図9では軸線Cに対して片側の断面の図示を省略している。本実施形態のマグネット装置は、図6〜図8に示したマグネット10Aに代えて、図9に示すマグネット10Bを備えても良い。   FIG. 9 is a side sectional view showing the structure of the magnet 10B. The magnet 10B has a cylindrical appearance centered on the axis C, and the cross section on one side with respect to the axis C is not shown in FIG. The magnet device of this embodiment may include a magnet 10B shown in FIG. 9 instead of the magnet 10A shown in FIGS.

図9を参照すると、マグネット10Bは、ケース41、コイル24、導熱板51〜54、及び固定材50を備えている。ケース41は、コイル24の一端側に配置された底板としての非磁性部材17と、強磁性部材からなる本体部42とを含んで構成される。更に、本体部42は、コイル24の他端側に配置された天板としてのヨーク13と、コイル24の内側に配置された内極14と、コイル24の外側に配置された外極15とを含んで構成されている。本体部42の構成は、間極を有しないことを除いて、前述した本体部12(図6,図7参照)と同様である。また、コイル24は、導線が複数の層にわたって中心軸線C周りに巻回されて成り、その細部は図8に示した構成と同様である。   Referring to FIG. 9, the magnet 10 </ b> B includes a case 41, a coil 24, heat conducting plates 51 to 54, and a fixing material 50. The case 41 includes a nonmagnetic member 17 as a bottom plate disposed on one end side of the coil 24 and a main body portion 42 made of a ferromagnetic member. Further, the main body 42 includes a yoke 13 as a top plate disposed on the other end side of the coil 24, an inner pole 14 disposed on the inner side of the coil 24, and an outer pole 15 disposed on the outer side of the coil 24. It is comprised including. The configuration of the main body portion 42 is the same as that of the main body portion 12 (see FIGS. 6 and 7) described above, except that there is no interpolar electrode. The coil 24 is formed by winding a conductive wire around the central axis C across a plurality of layers, and the details thereof are the same as the configuration shown in FIG.

導熱板51〜54は、コイル24において発生したジュール熱をケース41へ伝えるとともに、コイル24とケース41とを互いに絶縁するための部材である。導熱板51〜54は、ケース41とコイル24との間に配置されている。具体的には、導熱板51は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル24の端面24aに沿ったケース41の内面(ヨーク13の下面)に配置されている。また、導熱板52は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル24の内側面24bに沿ったケース41の内面(内極14の側面)に配置されている。また、導熱板53は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル24の外側面24cに沿ったケース41の内面(外極15の内側面)に配置されている。また、導熱板54は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル24の端面24dに沿ったケース41の内面(非磁性部材17の上面)に配置されている。   The heat conducting plates 51 to 54 are members for transmitting the Joule heat generated in the coil 24 to the case 41 and insulating the coil 24 and the case 41 from each other. The heat conducting plates 51 to 54 are disposed between the case 41 and the coil 24. Specifically, the heat conducting plate 51 is formed in a disc shape centered on the axis C, and is disposed on the inner surface of the case 41 (the lower surface of the yoke 13) along the end surface 24 a of the coil 24. The heat conducting plate 52 is formed in a cylindrical shape centered on the axis C, and is disposed on the inner surface of the case 41 (side surface of the inner pole 14) along the inner surface 24 b of the coil 24. The heat conducting plate 53 is formed in a cylindrical shape with the axis C as the center, and is disposed on the inner surface of the case 41 (the inner surface of the outer pole 15) along the outer surface 24 c of the coil 24. The heat conducting plate 54 is formed in a disc shape centered on the axis C, and is disposed on the inner surface of the case 41 (the upper surface of the nonmagnetic member 17) along the end surface 24 d of the coil 24.

固定材50は、コイル24とケース41との隙間を埋めて固まることにより、ケース41内においてコイル24を固定するための部材である。固定材50は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料からなり、本実施形態では主にコイル24と導熱板51〜54との間に設けられている。なお、固定材50のうちコイル24と導熱板51〜54との間に設けられた部分は、コイル24の表面とケース41の内面との間隔や、導熱板51〜54の厚さと比較して極めて薄い(例えば厚さ1mm〜2mmの)膜状に形成されている。   The fixing member 50 is a member for fixing the coil 24 in the case 41 by filling a space between the coil 24 and the case 41 and solidifying the gap. The fixing member 50 is made of, for example, a resin material such as an epoxy resin, and is mainly provided between the coil 24 and the heat conducting plates 51 to 54 in the present embodiment. The portion of the fixing member 50 provided between the coil 24 and the heat conducting plates 51 to 54 is compared with the distance between the surface of the coil 24 and the inner surface of the case 41 and the thickness of the heat conducting plates 51 to 54. It is formed into a very thin film (for example, a thickness of 1 mm to 2 mm).

ここで、図10は、導熱板51の詳細な断面構造を示す拡大図である。図10を参照すると、導熱板51は、基板51aと、基板51aの表面に形成された絶縁処理層51bとを有する。基板51aは、固定材50よりも熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウムといった金属材料からなる。また、絶縁処理層51bは、コイル24とケース41との間の絶縁を確保するための層であり、本実施形態の基板51aが導電性材料であることから設けられている。絶縁処理層51bは、導熱板51においてコイル24と対向する側の表面51cに形成されている。本実施形態の絶縁処理層51bは、基板51aの表面に酸化処理を施すことにより形成されている。例えば、基板51aがアルミニウムからなる場合、絶縁処理層51bはアルマイトによって構成される。   Here, FIG. 10 is an enlarged view showing a detailed cross-sectional structure of the heat conducting plate 51. Referring to FIG. 10, the heat conducting plate 51 includes a substrate 51a and an insulating treatment layer 51b formed on the surface of the substrate 51a. The substrate 51a is made of a material having a higher thermal conductivity than the fixing material 50, for example, a metal material such as aluminum. The insulating treatment layer 51b is a layer for ensuring insulation between the coil 24 and the case 41, and is provided because the substrate 51a of the present embodiment is a conductive material. The insulating treatment layer 51 b is formed on the surface 51 c of the heat conducting plate 51 on the side facing the coil 24. The insulating treatment layer 51b of this embodiment is formed by subjecting the surface of the substrate 51a to oxidation treatment. For example, when the substrate 51a is made of aluminum, the insulating treatment layer 51b is made of alumite.

また、導熱板51においてケース41の内面と対向する側の表面51dにおいては、絶縁処理層は設けられず、基板51aが露出している。基板51aが金属からなり、絶縁処理層51bを酸化処理によって形成する場合には、製造過程においてケース41の内面と対向する側の表面51dを除いて、酸化膜を形成するとよい。   In addition, on the surface 51d of the heat conducting plate 51 on the side facing the inner surface of the case 41, the insulating treatment layer is not provided and the substrate 51a is exposed. When the substrate 51a is made of metal and the insulating treatment layer 51b is formed by oxidation treatment, an oxide film may be formed except for the surface 51d on the side facing the inner surface of the case 41 in the manufacturing process.

なお、導熱板52〜54についても、導熱板51と同様の断面構造を有する。すなわち、導熱板52〜54のそれぞれは、基板と、コイル24と対向する基板表面に形成された絶縁処理層とを有する。そして、ケース41と対向する側の導熱板52〜54の表面では、基板表面が露出している。また、導熱板51〜54は、上記構成に限らず、固定材50よりも熱伝導率が高い絶縁性材料(例えば高熱伝導・絶縁セラミック(例:窒化アルミニウム))からなる基板によって構成されてもよい。この場合、上述した絶縁処理層は不要である。   Note that the heat conducting plates 52 to 54 also have the same cross-sectional structure as the heat conducting plate 51. That is, each of the heat conducting plates 52 to 54 includes a substrate and an insulating treatment layer formed on the substrate surface facing the coil 24. And the board | substrate surface is exposed in the surface of the heat-conducting plates 52-54 of the side facing the case 41. FIG. Further, the heat conducting plates 51 to 54 are not limited to the above configuration, and may be configured by a substrate made of an insulating material (for example, a high thermal conductivity / insulating ceramic (eg, aluminum nitride)) having a higher thermal conductivity than the fixing material 50. Good. In this case, the above-described insulating treatment layer is not necessary.

マグネット10Bにおいては、固定材50よりも熱伝導率が高い導熱板51〜54がケース41とコイル24との間に配置されており、更に、導熱板51〜54は、コイル24と対向する面に絶縁処理が施された導電性材料、または絶縁性材料からなる。このような導熱板51〜54をケース41とコイル24との間に配置することにより、固定材50に頼ることなくケース41とコイル24との間の絶縁を確保できる。これにより、コイル24を固定するための固定材50を極めて薄い膜状にすることが可能となるので、コイル24のジュール熱を導熱板51〜54を介してケース41へ効率よく伝えることができる。従って、マグネット10Bによれば、コイル24において発生したジュール熱をより効率よく放出できるので、コイル24の温度上昇を抑えることができる。   In the magnet 10 </ b> B, the heat conductive plates 51 to 54 having higher thermal conductivity than the fixing material 50 are disposed between the case 41 and the coil 24, and the heat conductive plates 51 to 54 are surfaces facing the coil 24. It is made of a conductive material or an insulating material that has been subjected to insulation treatment. By disposing such heat conducting plates 51 to 54 between the case 41 and the coil 24, it is possible to ensure insulation between the case 41 and the coil 24 without depending on the fixing material 50. Thereby, since it becomes possible to make the fixing material 50 for fixing the coil 24 into a very thin film shape, the Joule heat of the coil 24 can be efficiently transmitted to the case 41 via the heat conducting plates 51 to 54. . Therefore, according to the magnet 10B, the Joule heat generated in the coil 24 can be released more efficiently, so that the temperature rise of the coil 24 can be suppressed.

図11(a)は、マグネット10Cの構成を示す側面断面図である。本実施形態のマグネット装置は、同図に示すマグネット10Cを備えても良い。マグネット10Cと上記マグネット10Bとの相違点は、コイルの数および導熱板の配置である。すなわち、マグネット10Cは、図9に示したコイル24に代えて2つのコイル25及び26を備えている。また、マグネット10Cは、図9に示した導熱板51〜54に加えて、導熱板55を更に備えている。   Fig.11 (a) is side sectional drawing which shows the structure of the magnet 10C. The magnet device of the present embodiment may include a magnet 10C shown in FIG. The difference between the magnet 10C and the magnet 10B is the number of coils and the arrangement of the heat conducting plates. That is, the magnet 10C includes two coils 25 and 26 instead of the coil 24 shown in FIG. Further, the magnet 10C further includes a heat conducting plate 55 in addition to the heat conducting plates 51 to 54 shown in FIG.

コイル25(第1のコイル)は、ケース41内において内極14寄りに設けられており、コイル26(第2のコイル)は、ケース41内において外極15寄りに設けられている。換言すれば、コイル25は導線が内極14の周りに巻回されて成り、コイル26は導線がコイル25の外周に沿って巻回されて成る。   The coil 25 (first coil) is provided near the inner pole 14 in the case 41, and the coil 26 (second coil) is provided near the outer pole 15 in the case 41. In other words, the coil 25 is formed by winding the conductive wire around the inner pole 14, and the coil 26 is formed by winding the conductive wire along the outer periphery of the coil 25.

導熱板55は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル25の外側面とコイル26の内側面との間に配置されている。また、固定材50は、コイル25と導熱板55との間、及びコイル26と導熱板55との間にも設けられている。そして、固定材50は、コイル25及び導熱板55、並びに導熱板55及びコイル26の隙間を埋めることにより、ケース41内においてこれらの部材を固定する。コイル25の外側面と対向する導熱板55の表面、及びコイル26の内側面と対向する導熱板55の表面には、図10に示した絶縁処理層51bと同様の絶縁処理が施されている。導熱板55の両端は、それぞれ導熱板51及び54と接している。   The heat conducting plate 55 is formed in a cylindrical shape centered on the axis C, and is disposed between the outer side surface of the coil 25 and the inner side surface of the coil 26. The fixing member 50 is also provided between the coil 25 and the heat conducting plate 55 and between the coil 26 and the heat conducting plate 55. The fixing member 50 fixes these members in the case 41 by filling the gaps between the coil 25 and the heat conducting plate 55 and between the heat conducting plate 55 and the coil 26. The surface of the heat conducting plate 55 facing the outer side surface of the coil 25 and the surface of the heat conducting plate 55 facing the inner side surface of the coil 26 are subjected to the same insulating treatment as the insulating treatment layer 51b shown in FIG. . Both ends of the heat conducting plate 55 are in contact with the heat conducting plates 51 and 54, respectively.

このマグネット10Cのように、複数のコイル25及び26が径方向に重ねて配置されている場合、これらのコイル25及び26の間にも導熱板55が設けられることが好ましい。通常、コイルの導線は図8に示したように絶縁膜によって被覆されており、一般的に絶縁膜の熱伝導率は導線のそれよりも小さいので、コイルの中心部にジュール熱が蓄積し易い。マグネット10Cにおいては、コイルの中心部を分断するように導熱板55が配置されているので、コイル内部の熱を更に効率よく放出できる。   When a plurality of coils 25 and 26 are arranged in a radial direction like the magnet 10 </ b> C, it is preferable that a heat conducting plate 55 is also provided between the coils 25 and 26. Normally, the coil conductor is covered with an insulating film as shown in FIG. 8, and since the thermal conductivity of the insulating film is generally smaller than that of the conductor, Joule heat is likely to accumulate in the center of the coil. . In the magnet 10C, the heat conducting plate 55 is arranged so as to divide the central portion of the coil, so that the heat inside the coil can be released more efficiently.

図11(b)は、マグネット10Dの構成を示す側面断面図である。本実施形態のマグネット装置は、同図に示すマグネット10Dを備えても良い。マグネット10Dは、2つのコイル27及び28を備えている。また、マグネット10Dは、導熱板51及び54に加えて、導熱板56を更に備えている。   FIG.11 (b) is side sectional drawing which shows the structure of magnet 10D. The magnet device of the present embodiment may include a magnet 10D shown in FIG. The magnet 10D includes two coils 27 and 28. The magnet 10 </ b> D further includes a heat conducting plate 56 in addition to the heat conducting plates 51 and 54.

コイル27(第1のコイル)は、ケース41内においてヨーク13寄りに設けられており、コイル28(第2のコイル)は、ケース41内において非磁性部材17寄りに設けられている。換言すれば、コイル27及び28は中心軸線Cに沿った方向に並んで配置されている。   The coil 27 (first coil) is provided near the yoke 13 in the case 41, and the coil 28 (second coil) is provided near the nonmagnetic member 17 in the case 41. In other words, the coils 27 and 28 are arranged side by side in the direction along the central axis C.

導熱板56は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル27とコイル28との間に配置されている。また、固定材50は、コイル27と導熱板56との間、及びコイル28と導熱板56との間にも設けられている。そして、固定材50は、コイル27及び導熱板56、並びに導熱板56及びコイル28の隙間を埋めることにより、ケース41内においてこれらの部材を固定する。コイル27と対向する導熱板56の表面、及びコイル28と対向する導熱板56の表面には、図10に示した絶縁処理層51bと同様の絶縁処理が施されている。導熱板56の内周部分及び外周部分は、それぞれ内極14及び外極15と接しており、図11(b)に示すようにそれぞれ内極14及び外極15に嵌め込まれていればより好適である。   The heat conducting plate 56 is formed in a disc shape with the axis C as the center, and is disposed between the coil 27 and the coil 28. The fixing member 50 is also provided between the coil 27 and the heat conducting plate 56 and between the coil 28 and the heat conducting plate 56. The fixing member 50 fixes these members in the case 41 by filling the gaps between the coil 27 and the heat conducting plate 56 and between the heat conducting plate 56 and the coil 28. The surface of the heat conducting plate 56 facing the coil 27 and the surface of the heat conducting plate 56 facing the coil 28 are subjected to the same insulating treatment as the insulating treatment layer 51b shown in FIG. It is more preferable that the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the heat conducting plate 56 are in contact with the inner pole 14 and the outer pole 15, respectively, and are fitted into the inner pole 14 and the outer pole 15, respectively, as shown in FIG. It is.

このマグネット10Dのような構成であっても、コイル内部の熱を効率よく放出できる。また、導熱板56の内周部分及び外周部分がそれぞれ内極14及び外極15に嵌め込まれることにより、導熱板56と内極14及び外極15との接触度を更に高めることができるので、コイル内部の熱の放出効率が更に向上する。   Even with the configuration of the magnet 10D, the heat inside the coil can be efficiently released. Further, since the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the heat conducting plate 56 are fitted into the inner pole 14 and the outer pole 15, respectively, the degree of contact between the heat conducting plate 56, the inner pole 14 and the outer pole 15 can be further increased. The heat release efficiency inside the coil is further improved.

図12は、マグネット10Eの構成を示す側面断面図である。本実施形態のマグネット装置は、同図に示すマグネット10Eを備えても良い。マグネット10Eと上記マグネット10B(図9参照)との主な相違点は、導熱板の配置である。マグネット10Eは、導熱板51〜54に代えて、導熱板61〜64を備えている。   FIG. 12 is a side sectional view showing the configuration of the magnet 10E. The magnet device of the present embodiment may include a magnet 10E shown in FIG. The main difference between the magnet 10E and the magnet 10B (see FIG. 9) is the arrangement of the heat conducting plate. The magnet 10 </ b> E includes heat conducting plates 61 to 64 instead of the heat conducting plates 51 to 54.

導熱板61は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル24の端面24aに配置されている。また、導熱板62は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル24の内側面24bに配置されている。また、導熱板63は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル24の外側面24cに配置されている。また、導熱板64は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル24の端面24dに配置されている。また、固定材50は、主に導熱板61〜64とケース41との間に設けられている。なお、固定材50のうちケース41と導熱板61〜64との間に設けられた部分は、図9に示したものと同様に極めて薄い膜状に形成されている。   The heat conducting plate 61 is formed in a disc shape centered on the axis C, and is disposed on the end surface 24 a of the coil 24. The heat conducting plate 62 is formed in a cylindrical shape centered on the axis C, and is disposed on the inner side surface 24 b of the coil 24. The heat conducting plate 63 is formed in a cylindrical shape centered on the axis C, and is disposed on the outer side surface 24 c of the coil 24. Further, the heat conducting plate 64 is formed in a disc shape with the axis C as the center, and is disposed on the end surface 24 d of the coil 24. The fixing member 50 is mainly provided between the heat conducting plates 61 to 64 and the case 41. In addition, the part provided between the case 41 and the heat-conducting plates 61-64 among the fixing materials 50 is formed in the very thin film | membrane form similarly to what was shown in FIG.

ここで、図13は、導熱板61の詳細な断面構造を示す拡大図である。同図を参照すると、導熱板61は、基板61aと、基板61aの表面に形成された絶縁処理層61bとを有する。絶縁処理層61bは、導熱板61においてコイル24と対向する側の表面に形成されている。なお、基板61a及び絶縁処理層61bの材質については、図10に示した基板51a及び絶縁処理層51bと同様である。また、導熱板62〜64についても、導熱板61と同様の断面構造を有する。   Here, FIG. 13 is an enlarged view showing a detailed cross-sectional structure of the heat conducting plate 61. Referring to the drawing, the heat conducting plate 61 includes a substrate 61a and an insulating treatment layer 61b formed on the surface of the substrate 61a. The insulating treatment layer 61 b is formed on the surface of the heat conducting plate 61 on the side facing the coil 24. Note that the materials of the substrate 61a and the insulating treatment layer 61b are the same as those of the substrate 51a and the insulating treatment layer 51b shown in FIG. The heat conducting plates 62 to 64 also have the same cross-sectional structure as the heat conducting plate 61.

マグネット10Eにおいては、図9に示したマグネット10Bと同様に、固定材50に頼ることなくケース41とコイル24との間の絶縁を確保できる。これにより、コイル24を固定するための固定材50を極めて薄い膜状にすることが可能となるので、コイル24のジュール熱を導熱板61〜64を介してケース41へ効率よく伝えることができる。従って、コイル24において発生したジュール熱をより効率よく放出できるので、コイル24の温度上昇を抑えることができる。   In the magnet 10E, the insulation between the case 41 and the coil 24 can be ensured without depending on the fixing member 50, similarly to the magnet 10B shown in FIG. Thereby, since it becomes possible to make the fixing material 50 for fixing the coil 24 into a very thin film shape, the Joule heat of the coil 24 can be efficiently transmitted to the case 41 via the heat conducting plates 61 to 64. . Therefore, since the Joule heat generated in the coil 24 can be released more efficiently, the temperature rise of the coil 24 can be suppressed.

本発明によるリフティングマグネット駆動回路およびリフティングマグネット装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、本発明における温度検知手段は、上記実施形態のようにリフティングマグネットを流れる電流の大きさに基づいて信号を生成するもののほか、例えばリフティングマグネットの温度を計測する熱電素子等であってもよい。また、上記実施形態では、制御部は、マグネット温度が設定温度を超えた場合に第1の期間を長くし、また第2の期間における励磁電圧を高めているが、本発明においては、第1の期間の長さや第2の期間における励磁電圧をマグネット温度に応じて連続的に変化させてもよい。   The lifting magnet drive circuit and the lifting magnet device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various other modifications are possible. For example, the temperature detection means in the present invention may be, for example, a thermoelectric element that measures the temperature of the lifting magnet, in addition to generating a signal based on the magnitude of the current flowing through the lifting magnet as in the above embodiment. . In the above embodiment, the control unit lengthens the first period and increases the excitation voltage in the second period when the magnet temperature exceeds the set temperature. In the present invention, The excitation voltage in the second period and the length of the period may be continuously changed according to the magnet temperature.

一実施形態によるマグネット装置1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the magnet apparatus 1 by one Embodiment. (a)マグネットに印加される励磁電圧の時間波形を示している。(b)マグネットに供給される励磁電流の時間波形を示している。(A) The time waveform of the excitation voltage applied to a magnet is shown. (B) The time waveform of the excitation current supplied to the magnet is shown. 第1の動作における(a)励磁電圧及び(b)励磁電流の時間波形を示すグラフである。It is a graph which shows the time waveform of (a) exciting voltage and (b) exciting current in 1st operation | movement. 第2の動作における(a)励磁電圧及び(b)励磁電流の時間波形を示すグラフである。It is a graph which shows the time waveform of (a) exciting voltage and (b) exciting current in 2nd operation | movement. 第3の動作における(a)励磁電圧及び(b)励磁電流の時間波形を示すグラフである。It is a graph which shows the time waveform of (a) exciting voltage and (b) exciting current in 3rd operation | movement. マグネットの一形態の構造を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the structure of one form of a magnet. 図6に示したマグネットのVII−VII線に沿った断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section along the VII-VII line of the magnet shown in FIG. コイルの部分断面の構造を詳細に示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the structure of the partial cross section of a coil in detail. マグネットの一形態の構造を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the structure of one form of a magnet. 導熱板の詳細な断面構造を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the detailed cross-section of a heat-conducting plate. (a)マグネットの一形態の構成を示す側面断面図である。(b)マグネットの一形態の構成を示す側面断面図である。(A) It is side surface sectional drawing which shows the structure of one form of a magnet. (B) It is side surface sectional drawing which shows the structure of one form of a magnet. マグネットの一形態の構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the structure of one form of a magnet. 導熱板の詳細な断面構造を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the detailed cross-section of a heat-conducting plate.

符号の説明Explanation of symbols

1…リフティングマグネット装置、10,10A〜10E…リフティングマグネット、11,41…ケース、12,42…本体部、13…ヨーク、14…内極、15…外極、16…間極、17…非磁性部材、18,19,50…固定材、20,21,24〜28…コイル、30…リフティングマグネット駆動回路、32…ブリッジドライバ、33…制御部、36…直流変換部、37…ブリッジ回路部、39…電流測定部、51〜56,61〜64…導熱板、I…励磁電流、I…釈放電流。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lifting magnet apparatus, 10, 10A-10E ... Lifting magnet, 11, 41 ... Case, 12, 42 ... Main-body part, 13 ... Yoke, 14 ... Inner pole, 15 ... Outer pole, 16 ... Interpole, 17 ... Non Magnetic member 18, 19, 50 ... Fixing material 20, 21, 24-28 ... Coil, 30 ... Lifting magnet drive circuit, 32 ... Bridge driver, 33 ... Control unit, 36 ... DC conversion unit, 37 ... Bridge circuit unit , 39 ... current measuring section, 51 to 56, 61 to 64 ... heat conducting plate, I 1 ... excitation current, I 2 ... release current.

Claims (7)

リフティングマグネットを励磁するための電力を生成するリフティングマグネット駆動回路であって、
前記リフティングマグネットへの励磁電圧を、励磁開始直後の第1の期間において所定電圧を超える電圧に制御し、前記第1の期間の後の第2の期間において前記励磁電圧を前記所定電圧に制御する制御部と、
前記リフティングマグネットの温度に応じた信号を出力する温度検知手段と
を備え、
前記制御部は、前記温度検知手段から前記信号を入力し、前記リフティングマグネットの温度上昇に応じて前記第1の期間を長くすることを特徴とする、リフティングマグネット駆動回路。
A lifting magnet drive circuit that generates electric power for exciting the lifting magnet,
The excitation voltage to the lifting magnet is controlled to a voltage exceeding a predetermined voltage in a first period immediately after the start of excitation, and the excitation voltage is controlled to the predetermined voltage in a second period after the first period. A control unit;
Temperature detecting means for outputting a signal corresponding to the temperature of the lifting magnet,
The control unit receives the signal from the temperature detection unit, and lengthens the first period in accordance with a temperature rise of the lifting magnet.
リフティングマグネットを励磁するための電力を生成するリフティングマグネット駆動回路であって、
前記リフティングマグネットへの励磁電圧を、励磁開始直後の第1の期間において所定電圧を超える電圧に制御し、前記第1の期間の後の第2の期間において前記励磁電圧を前記所定電圧に制御する制御部と、
前記リフティングマグネットの温度に応じた信号を出力する温度検知手段と
を備え、
前記制御部は、前記温度検知手段から前記信号を入力し、前記リフティングマグネットの温度上昇に応じて、前記第2の期間における前記励磁電圧を前記所定電圧より高い電圧に制御することを特徴とする、リフティングマグネット駆動回路。
A lifting magnet drive circuit that generates electric power for exciting the lifting magnet,
The excitation voltage to the lifting magnet is controlled to a voltage exceeding a predetermined voltage in a first period immediately after the start of excitation, and the excitation voltage is controlled to the predetermined voltage in a second period after the first period. A control unit;
Temperature detecting means for outputting a signal corresponding to the temperature of the lifting magnet,
The control unit receives the signal from the temperature detection unit, and controls the excitation voltage in the second period to a voltage higher than the predetermined voltage in accordance with a temperature rise of the lifting magnet. , Lifting magnet drive circuit.
リフティングマグネットを励磁するための電力を生成するリフティングマグネット駆動回路であって、
前記リフティングマグネットへの励磁電圧を、励磁開始直後の第1の期間において所定電圧を超える電圧に制御し、前記第1の期間の後の第2の期間において前記励磁電圧を前記所定電圧に制御する制御部と、
前記リフティングマグネットの温度に応じた信号を出力する温度検知手段と
を備え、
前記制御部は、前記温度検知手段から前記信号を入力し、前記リフティングマグネットの温度上昇に応じて、前記第1の期間を長くすると共に前記第2の期間における前記励磁電圧を前記所定電圧より高い電圧に制御することを特徴とする、リフティングマグネット駆動回路。
A lifting magnet drive circuit that generates electric power for exciting the lifting magnet,
The excitation voltage to the lifting magnet is controlled to a voltage exceeding a predetermined voltage in a first period immediately after the start of excitation, and the excitation voltage is controlled to the predetermined voltage in a second period after the first period. A control unit;
Temperature detecting means for outputting a signal corresponding to the temperature of the lifting magnet,
The control unit receives the signal from the temperature detection unit, and lengthens the first period and raises the excitation voltage in the second period higher than the predetermined voltage in response to a temperature rise of the lifting magnet. A lifting magnet drive circuit characterized by being controlled to a voltage.
前記温度検知手段が、前記リフティングマグネットを流れる電流の大きさに基づいて前記信号を生成することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリフティングマグネット駆動回路。   The lifting magnet drive circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature detection unit generates the signal based on a magnitude of a current flowing through the lifting magnet. リフティングマグネットと、
請求項1〜4の何れか一項に記載のリフティングマグネット駆動回路と
を備え、
前記リフティングマグネットは、
所定軸線方向に延びる内極、前記所定軸線周りで前記内極の周囲に設けられた外極、及び、前記内極と前記外極との間に設けられた間極を含む強磁性の本体部と、
前記内極と前記間極との間に配置され、前記所定軸線周りに巻回された第1のコイルと、
前記間極と前記外極との間に配置され、前記所定軸線周りに巻回された第2のコイルと
を有することを特徴とする、リフティングマグネット装置。
Lifting magnet,
A lifting magnet drive circuit according to any one of claims 1 to 4,
The lifting magnet is
A ferromagnetic main body including an inner pole extending in a predetermined axial direction, an outer pole provided around the inner pole around the predetermined axis, and an intermediate pole provided between the inner pole and the outer pole When,
A first coil disposed between the inner pole and the intermediate pole and wound around the predetermined axis;
A lifting magnet device comprising: a second coil disposed between the intermediate electrode and the outer electrode and wound around the predetermined axis.
リフティングマグネットと、
請求項1〜4の何れか一項に記載のリフティングマグネット駆動回路と
を備え、
前記リフティングマグネットは、
第1及び第2のコイルと、
前記第1及び第2のコイルを収容するケースと、
前記第1及び第2のコイルを前記ケース内に固定する固定材と、
前記固定材よりも熱伝導率が高い材料からなり、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間に配置された導熱板と
を有することを特徴とする、リフティングマグネット装置。
Lifting magnet,
A lifting magnet drive circuit according to any one of claims 1 to 4,
The lifting magnet is
First and second coils;
A case for housing the first and second coils;
A fixing member for fixing the first and second coils in the case;
A lifting magnet device comprising: a heat conductive plate made of a material having a higher thermal conductivity than the fixing material, and disposed between the first coil and the second coil.
リフティングマグネットと、
請求項1〜4の何れか一項に記載のリフティングマグネット駆動回路と
を備え、
前記リフティングマグネットは、
コイルと、
前記コイルを収容するケースと、
前記コイルを前記ケース内に固定する固定材と、
前記固定材よりも熱伝導率が高い材料からなり、前記ケースと前記コイルとの間に配置された導熱板と
を有することを特徴とする、リフティングマグネット装置。
Lifting magnet,
A lifting magnet drive circuit according to any one of claims 1 to 4,
The lifting magnet is
Coils,
A case for housing the coil;
A fixing member for fixing the coil in the case;
A lifting magnet device comprising a heat conductive plate made of a material having a higher thermal conductivity than the fixing material and disposed between the case and the coil.
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