JP2522650B2 - 脱磁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、工具、工作物等の磁性体に交番磁界を与え
ることにより、該磁性体の残留磁気を消去する脱磁装置
に関する。

（従来技術） 商用交流電圧を電源とする脱磁装置にあっては、脱磁
すべき磁性体に強力な交番磁界を印加させなければなら
ないにもかかわらず、以下のような問題点がある。

すなわち、磁性体が脱磁用の磁界中に存在すると、脱
磁コイルのリアクタンスが大きいことから、前記脱磁コ
イルに小さな電流が流れる。これに対し、磁性体が前記
磁界中に存在しないと、前記リアクタンスが小さいこと
から、前記脱磁コイルに流れる電流は著しく増大する。
このため、この種の脱磁装置では、非作用時（非脱磁
時）には、作用時（脱磁時）に脱磁コイルに供給すべき
脱磁用電力に比し、巨大な無効電力を供給しなければな
らず、これにともなって回路の電源容量が大きくなり、
装置が大型化し、無駄な消費電力が多い等の問題があっ
た。

上記の問題を解決し得る脱磁装置の一つとして、特開
昭61−90406号公報に記載されているように、脱磁用電
流より小さい監視用電流を脱磁コイルに供給する手段
と、磁性体が脱磁コイルにより発生された磁界内に存在
するときの前記監視用電流の大きさを検出する手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて脱磁コイルに供給す
る電流を前記監視用電流から前記励磁用電流に切り換え
る手段とを備えた装置がある。

しかし、この脱磁装置では、監視用電流の大きさの変
化を基に磁性体が前記磁界内に存在するか否かを判定す
るため、磁性体が磁界に接近したことは検出することが
できるが、脱磁時には前記監視用電流の代りにこれより
大きい脱磁用電流が脱磁コイルに供給されるため、磁性
体が磁界から離れたことを検出することができない。こ
のため、この脱磁装置では、磁性体が前記磁界から離れ
たことを位置検出器のような他の手段で検出するか、作
業者の目により確認しなければならない。また、この脱
磁装置では、電圧の大きさにより磁性体の有無を検知す
るため、電源電圧の変動の影響を受けやすく、装置の誤
動作が多い。

他の脱磁装置の一つとして、リミットスイッチのよう
な機械的金属検知器またはホトセンサのような光学的金
属検知器により、磁性体が脱磁用磁界に接近したことお
よび脱磁用磁界から離れたことを検出し、この検出結果
により脱磁コイルに供給する電流を制御する装置があ
る。しかし、この脱磁装置では、金属検知器およびこれ
を支承する手段等の付帯設備が必要である。また、この
脱磁装置では、脱磁すべき磁性体が金属検知器の監視範
囲の外を移動すると作動しないため、磁性体を移動させ
る経路、ひいては装置の使用態様に制限を受ける。

（発明の目的） 本発明の目的は、磁性体が脱磁コイルにより発生され
た磁界内の所定の領域内に達したときおよび磁性体が前
記磁界内の前記領域から離れたときに、脱磁コイルに供
給する電流を監視用電流から脱磁用電流にまたはこの逆
に確実に切り換えることができ、脱磁すべき磁性体の移
動経路が制限されない脱磁装置を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の脱磁装置は、磁界を発生する脱磁コイルと、
該脱磁コイルに加えられる電圧の位相を検出し、検出し
た電圧位相に対応する信号を出力する電圧位相検出手段
と、前記脱磁コイルに流れる電流の位相を検出し、検出
した電流位相に対応する信号を出力する電流位相検出手
段と、前記電圧位相検出手段の出力信号および前記電流
位相検出手段の出力信号を受けて前記電流位相と前記電
圧位相との位相差に対応する位相差信号を出力する位相
差検出手段と、前記位相差検出手段の出力信号を受け、
前記位相差信号と基準信号とを比較し、前者が後者より
大であるか否を特定する制御信号を発生する手段と、前
記脱磁コイルへ前記電流を供給する回路に配置され、前
記制御信号を受けて前記脱磁コイルに供給する前記電流
を前記制御信号に応じて切り換える手段とを含む。

（発明の作用、効果） 脱磁コイルに流れる電流の位相は、脱磁コイルに加え
られる電圧の位相より遅れる。また、磁性体が脱磁コイ
ルにより発生された磁界中に存在しないときの前記電圧
位相と前記電流位相の差は、磁性体が脱磁コイルにより
発生された磁界内に存在するときのそれらの差より小さ
くなる。

このため、前記脱磁コイルに監視用電流が供給されて
いるときに、磁性体が前記脱磁コイルにより発生された
磁界内の所定の領域内に入ると、前記位相差信号が前記
基準信号より大きくなるため、その旨の重みを付けられ
た制御信号が前記制御信号発生手段から出力される。こ
れにより、前記切換手段は、監視用電流に代えて脱磁用
電流を前記脱磁コイルに供給すべて作用する。

これに対し、前記脱磁コイルに前記脱磁用電流が供給
されているときに、磁性体が前記磁界内の前記領域から
離れると、前記位相差信号が前記基準信号より小さくな
るため、その旨の重みを付けられた制御信号が前記制御
信号発生手段から出力される。これにより、前記切換手
段は、脱磁用電流に代えて監視用電流を前記脱磁コイル
に供給すべく作用する。

本発明によれば、脱磁コイルに供給されている電流が
脱磁用電流、監視用電流のいずれであっても、磁性体が
脱磁コイルにより発生された磁界内の所定の領域内に入
ったことおよび前記磁性体が前記磁界内の前記領域から
離れたことを確実に検出することができ、脱磁コイルに
供給する電流を監視用電流から脱磁用電流にあるいはそ
の逆に確実に切り換えることができる。

また、磁性体が前記領域内に入ったことおよび前記磁
性体が前記領域から離れたことを電圧位相と電流位相と
から検出するため、特殊な金属検知器が不要であり、磁
性体がいずれの方向から前記領域内に入ってもおよび磁
性体が前記領域からいずれの方向へ離れてもその旨を検
出することができ、磁性体の移動経路が制限されない。

さらに、非作用時には作用時に比し小さな監視用電流
を脱磁コイルに供給すればよいから、装置が小型で廉価
であり、無駄な消費電力が少ない。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に示す脱磁装置10は、100ボルトの商用交流電
圧をたとえば10ボルト程度に降圧するトランス12を含
む。トランス12の一次側コイル12aは、手動操作のスイ
ッチ14を経て商用交流電源16に接続されている。

トランス12の一次側コイル12aには、制御用リレー18
の常開接点18bおよび切換用リレー20の励磁コイル20aを
直列に接続した回路と、制御用リレー18の常開接点18
b、切換用リレー20の常開接点20b、検出用抵抗22および
脱磁コイル24を直列に接続した回路とが並列に接続され
ている。これに対し、トランス12の二次側コイル12bに
は、切換用リレー20の常閉接点20cと、検出用抵抗22
と、脱磁コイル24とが直列に接続されている。

制御リレー18は直流電流により作動されるのに対し、
切換リレー20は光流電流により作動される。

検出用抵抗22の一端には脱磁コイル24に印加される電
圧の位相を検出する電圧位相検出回路26が接続されてお
り、検出用抵抗22の他端には脱磁コイル22に流れる電流
の位相を検出する電流位相検出回路28が接続されてい
る。両位相検出回路26,28は、図示の例では演算増幅器
を用いた波形変換回路である。各演算増幅器の負側入力
端子はアースに接続され、正側入力端子は脱磁コイル24
への電流供給路に接続されている。両位相検出回路26,2
8は、正側入力端子への入力信号A,Bのレベルが負側入力
端子のレベル以上のとき真理値“1"、未満のとき真理値
“0"のレベルになる矩形波状の電圧位相信号Ｃおよび電
流位相信号Ｄを発生する。

両位相検出回路26,28の出力側には、電圧位相信号Ｃ
と電流位相信号Ｄとの位相差に比例する幅を有する矩形
波状の位相差信号Ｅを発生する位相差検出回路30が設け
られている。該位相差検出回路30は演算増幅器を用いた
論理回路である。該演算増幅器の正側入力端子には電圧
位相検出回路26からの電圧位相信号Ｃが供給され、負側
入力端子には電流位相検出回路28からの電流位相信号Ｄ
が供給される。

位相差検出回路30からの位相差信号Ｅは、該位相差検
出回路30の出力側に接続された整流平滑回路32において
整流平滑される。該整流平滑回路32は、ダイオード34
と、コンデンサ36と、抵抗38とを用いた既知の回路であ
る。整流平滑回路32から出力される整流平滑信号Ｆのレ
ベルは、電圧位相と電流位相との差に比例して変化す
る。

整流平滑回路32の出力端子には、該整流平滑回路から
の整流平滑信号Ｆと、可変抵抗器42に設定された基準信
号Ｇとを比較する演算増幅器を用いた比較回路40が接続
されている。比較回路40は、その正側入力端子に入力す
る整流平滑信号Ｆのレベルが負側入力端子に設定された
基準信号Ｇのレベル以上のときに真理値“1"のレベルに
なる制御信号Ｈを出力する。可変抵抗42には直流電圧Ｖ
が印加されており、基準信号Ｇのレベルは可変抵抗42の
摺動子を移動させることにより任意な値に設定すること
ができる。

比較回路40は、整流平滑信号Ｆのレベルが基準信号Ｇ
のレベル以上になったときは直ちに真理値“1"の制御信
号Ｈを出力するが、整流平滑信号Ｆのレベルが基準信号
Ｇのレベルより小さくなったときは真理値“0"の制御信
号Ｈを出力する。

ここで、比較回路40が真理値“0"を出力する際の入力
のタイミングに対し所定時間遅れて作動する立下がり遅
延特性を比較回路40に与えるか、または入力信号Ｆのレ
ベルが基準信号Ｇのレベルより所定値低い第２のレベル
を下回ったときに始めて真理値“0"を出力するような双
安定性を比較回路40に与えれば、より微弱な磁界まで減
衰する交番磁界を脱磁すべき磁性体に与えることがで
き、それにより完全な脱磁を期待することができる。

前記した例では、位相差出力を整流平滑し、その直流
レベルを基準値と比較することにより制御信号Ｈを得て
いる。しかし、制御信号Ｈは、たとえば位相差信号Ｅと
クロック信号との論理出力から位相差に対応したクロッ
クパルスの数を計数し、この計数値と所定の基準値との
大小を比較することにより得ることができ、また電圧位
相検出回路26と電流位相検出回路28と別に設けられた電
圧位相検出出力Ｃの立上がりに同期して出力される基準
パルスとの論理出力から得ることができる等、他の回路
構成によっても得ることができる。

制御信号Ｈは、制御リレー18を作動させるトランジス
タ44に供給される。トランジスタ４は、直流電源と、制
御リレー18の励磁コイル18aとの間に配置され、制御信
号Ｈが高レベルのとき導通されて、励磁コイル18aに励
磁電流を供給する。

次に、各信号Ａ〜Ｈの波形を示す第２図および第３図
を参照して上記の脱磁装置10の作用を説明する。なお、
第２図および第３図では、各信号Ａ〜Ｈの波形を対応す
る信号の符号と同じ符号で示す。

磁性体が脱磁コイル24により発生された磁界内の所定
の領域内に存在しないときは、制御リレー18と切換リレ
ー20は作動されない。このため、検出抵抗22と脱磁コイ
ル24は、切換リレー20の常閉接点20cと切換え接点すな
わち接点ばね20dとを経てトランス12の二次側コイル12b
に接続され、コイル12bに誘起された低電圧、低電流の
監視用電力が供給される。

これにより、電圧位相検出回路26には第２図Ａに示す
波形の信号が入力し、電流位相検出回路28には第２図Ｂ
に示す波形の信号が入力する。このときの電流位相信号
Ｂは、電圧位相信号Ａに対し僅かに遅れている。このた
め、電圧検出位相回路26から出力される電圧位相信号Ｃ
は第２図Ｃに示す波形となり、電流位相検出回路28から
出力される電流位相信号Ｄは第２図Ｄに示す波形とな
り、位相差検出回路30から出力される位相差信号Ｅは第
２図Ｅに示す波形となる。

この結果、整流平滑回路32から出力される整流平滑信
号Ｆは第２図Ｆに示すように、第２図Ｇに示すレベルの
基準信号より低いレベルの信号になるため、比較回路40
からは第２図Ｈに示す負極性の制御信号Ｈが出力され
る。これにより、トランジスタ44はオフのままであり、
制御リレー18は作動されず、切換リレー20も作動されな
い。従って、検出抵抗22および脱磁コイル24には、低電
圧、低電流の監視用電力が供給される。

これに対し、磁性体と脱磁コイルとの相対移動にとも
なって磁性体が脱磁コイル24により発生された磁界内に
入ると、脱磁コイル24に供給される電圧の位相に対し電
流の位相が遅れ始める。

前記電圧と電流の位相差が所定の値を越える位置に達
すると、すなわち磁性体が脱磁コイル24により発生され
た磁界内の所定に領域内に入ると、電圧位相検出回路26
には第３図Ａに示す波形の信号が入力し、電流位相検出
回路28には第３図Ｂに示す波形の信号が入力する。この
ときの電流位相信号Ｂは、電圧位相信号Ａに対し大きく
遅れている。このため、電圧位相検出回路26から出力さ
れる電圧位相信号Ｃは第３図Ｃに示す波形となり、電流
位相検出回路28から出力され電流位相信号Ｄは第３図Ｄ
に示す波形となり、位相差検出回路30から出力される位
相差信号Ｅは第３図Ｅに示す波形となる。

この結果、整流平滑回路32から出力される第３図Ｆに
示す整流平滑信号Ｆのレベルが第３図Ｇに示すレベルの
基準信号のレベル以上になるため、比較回路40からは第
３図Ｈに示す正極性の制御信号Ｈが出力される。これに
より、トランジスタ44はオンになり、制御リレー18の励
磁コイル18aに通電され、該リレー18の常開接点18bが閉
じる。

制御リレー18が作動されると、その常開接点18bを経
て切換リレー20の励磁コイル20aに通電されるため、切
換リレー20の常閉接点20cが開く代りに常開接点20bが閉
じる。これにより、検出抵抗22と脱磁コイル24は、励磁
コイル20aと並列にトランス12の一次側に接続される。
すなわち、検出抵抗22と脱磁コイル24とを直列に接続し
た回路部分の一端は、切換リレー20の接点ばね20dおよ
び常開接点20bと、制御リレー18の常開接点18bおよび接
点ばね18cとを経てトランス12の一次側の一端に接続さ
れ、上記回路部位の他端はトランス12の一次側の他端に
直接接続される。このため、検出抵抗22と脱磁コイル24
とには、商用交流電源16からの高電圧、高電流の脱磁用
電力が供給される。

脱磁コイル24への電力が監視用電力から脱磁用電力に
切り換えられても、磁性体が脱磁コイル24により発生さ
れた磁界内の所定の領域内に存在する限り、脱磁コイル
24に供給される電圧と電流との位相関係は大きく変化し
ない。

磁性体が前記領域から離れ始めると、脱磁コイル24に
供給される電圧の位相に対する電流の位相の遅れが減少
し始める。そして、磁性体が前記領域から完全に離れる
と、位相検出回路26,28への入力信号A,Bが第２図Ａおよ
び第２図Ｂに示す波形となる。これにより、比較回路40
から第２図Ｈに示す制御信号Ｈが出力されるため、トラ
ンジスタ44がオフになり、制御リレー18が復旧され、切
換リレー20も復旧される。従って、検出抵抗22と脱磁コ
イル24は切換リレー20の常閉接点20cを経てトランス12
の二次側コイル12bに接続され、検出抵抗22と脱磁コイ
ル24とには監視用電力が供給される。

上記の脱磁装置10では、監視用電流と脱磁用電流の切
り換えに制御リレー18と切換リレー20とを用いている
が、脱磁電流が小さく小容量の切換リレーでよい場合
は、トランジスタ44の出力で切換リレー20を直接制御し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の脱磁装置の電気回路の一実施例を示す
ブロック図、第２図および第３図は各電気信号の波形を
示す図である。 10:脱磁装置、12:トランス、 18:制御リレー、10:切換リレー、 24:脱磁コイル、26:電圧位相検出回路、 28:電流位相検出回路、30:位相差検出回路、 32:整流平滑回路、40:比較回路、44:トランジスタ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁界を発生する脱磁コイルと、該脱磁コイ
   ルに加えられる電圧の位相を検出し、検出した電圧位相
   に対応する信号を出力する電圧位相検出手段と、前記脱
   磁コイルに流れる電流の位相を検出し、検出した電流位
   相に対応する信号を出力する電流位相検出手段と、前記
   電圧位相検出手段の出力信号および前記電流位相検出手
   段の出力信号を受けて前記電流位相と前記電圧位相との
   位相差に対応する位相差信号を出力する位相差検出手段
   と、前記位相差検出手段の出力信号を受け、前記位相差
   信号と基準信号とを比較し、前者が後者より大であるか
   否を特定する制御信号を発生する手段と、前記脱磁コイ
   ルへ前記電流を供給する回路に配置され、前記制御信号
   を受けて前記脱磁コイルに供給する前記電流を前記制御
   信号に応じて切り換える手段とを含む、脱磁装置。