JP2798183B2 - 脱磁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、予め着磁された強磁性体から脱磁を行う脱
磁装置に関する。

（従来の技術） 例えば鉄製のワークを工作機のテーブルに固定する電
磁チャック装置にあっては、前記テーブル面に備えた強
磁性体を着磁しワークを保持させ、その後前記強磁性体
から脱磁することによりワークをテーブル面から離脱す
る。

このような電磁チャック装置にあっては、特にワーク
に磁性を残さないため、適宜残留磁気を消去、すなわち
脱磁することが必要である。

ところで、一般に強磁性体に一度磁界を加えると磁化
され、残留磁気の形でその物体の中にいつまでも磁性を
保持するが、この残留磁気を脱磁するには、はじめ与え
た磁界よりやや小さい磁界を現在保持している磁界と反
対方向に加え、次いでさらに小さな磁界を逆方向に加え
る操作を何回か繰り返し、次第に磁界をゼロに集束して
ゆけばよい。

磁界をこのように制御するには、電磁コイルに流す電
流の向きを反転させながら電流を徐々に少なくしていけ
ばよい。電流の大きさを制御するには、電圧を制御する
か、または通電時間を制御するか、あるいは両者を組み
合わせて電圧及び通電時間を制御すればよい。

しかし、電圧を制御する方法や電圧及び通電時間を制
御する方法にあっては、その制御方式が複雑で装置が高
価となるので、一般には通電時間を制御する方法が採用
されている。

第３図は電磁チャック装置に用いられている従来の脱
磁装置の駆動回路の一例を示す説明図である。

図において、交流電源１には、コントロールリレー
（電磁リレー）CR2の接点２を介して整流器３が設けら
れ、この整流器３の出力を脱磁用の電磁コイルの直流電
源としている。

前記整流器３及び電磁コイル４の間には、４個のコン
トロールリレーCR1の接点，，，をブリッジ状
に組み合わせ、対向配置された接点，または，
をそれぞれ同時に開または閉動作させる方向切換え回路
５が設けられ、該回路５の入力点A,Bが前記整流器３と
接続され、出力点C,Dが前記電磁コイル４と接続されて
いる。

第４図は、上記脱磁駆動回路の制御方式を示すタイミ
ングチャートである。第４図は上から順に、方向切換え
回路５のリレーCR1の動作状態、交流電源１に接続され
るリレーCR2の動作状態、電磁コイル４の出力点（C,D）
に現われる（チャック電圧）の変化状態、電磁コイル４
に流れる電流（チャック電流）の変化状態を示してい
る。

第４図において、まず脱磁作業の開始前のリレーCR1
はオフ状態とされており、整流器３はリレーCR1の接点
，を介して電磁コイル４と接続されている。

そこで、脱磁作業を開始し、時刻T₁〜T₂で電源側のリ
レーCR2をオンし接点２を閉とすると、整流器３の出力
端に直流電圧が現われ、出力電圧が電磁コイル４の両端
にチャック電圧として与えられ、電磁コイル４には次第
に大となるチャック電流Ｉが流され、図示しない強磁性
体の磁化が反転される。

次いで、時刻T₂でリレーCR2をオフとし、整流器３へ
の電源供与を遮断すると、チャック電流Ｉは次第に小と
なり、時間t1後にやがてゼロ（０）となる。

そこで、時刻T₂より時間t1経過後の時刻T₃からその後
の時刻T₆までリレーCR1をオンとして、接点，を開
とし、接点，を閉とし、時間t2後に電源側のリレー
CR2を時間T₅までオンとすると、電磁コイル４に前の電
流とは逆方向の電流が流れる。ここに、通電時間T₅−T₄
を前の通電時間T₂−T₁より小さくしておくと、チャック
電流は前のものより小さくなり図示しない強磁性体の磁
性は小さくなる。

時間t1は、リレーCR1の接点からスパークさせないた
めのチャック電流がゼロに減衰されるまでの待ち時間で
ある。また、時間t2は、リレー干渉防止のための待ち時
間である。

以下、電磁コイル４には、時刻T₇からT₈にかけて、次
いでT₁₀からT₁₁にかけて順次逆方向となるチャック電流
が流される。このように、本例では通電時間を間欠的に
制御することにより、後の通電時間は前の通電時間に対
して順次小さくされ、電磁コイル４には順次小さな磁界
が交互に現われ、図示しない強磁性体は、やがて脱磁さ
れることになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如き従来よりの通電時間を間欠
的に制御する脱磁方法では、通電時間を制御するリレー
CR1,CR2のスイッチング時間の微小化に限界があり、チ
ャック電流Ｉの最小値I₀をより小さくするのが難かし
く、磁界をゼロに近づけるのが難かしいという問題点が
ある。

また、リレーCR1,CR2をより高速でスイッチングさせ
るには、高速のスイッチング素子及び高速で正確なコン
トロールができる制御回路等が必要となり、装置の高コ
スト化が避けられないという問題点がある。

そこで、本発明は、脱磁駆動回路及びその制御回路の
構成を複雑とせず、脱磁コイルの磁界をゼロに近くなる
まで滑らかに反転させながら減衰してゆくことができる
脱磁装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明は、電磁コイルに正逆方向
の電流を繰り返し通電することにより前記電磁コイルに
正逆方向の磁界を繰り返し発生させ、予め着磁された強
磁性体から脱磁する脱磁装置において、 直流電圧を発生する直流電圧源と、この直流電圧源を
遮断する電圧源遮断手段と、前記直流電圧源に接続され
るコンデンサと、該コンデンサと前記電磁コイルとの間
に配置され、ブリッジ状に組まれた接点の開閉動作によ
り両部材の接続方向を切換える方向切換え回路と、該回
路の各接点に並列に組み込まれ各接点の開放動作に併せ
て発生する前記電磁コイルの自己誘導による電流を前記
コンデンサに対して還流するダイオードとを備えて脱磁
駆動回路を構成し、 前記電圧源を遮断後に、前記方向切換え回路の各接点
を開閉制御することにより前記コンデンサから前記電磁
コイルに漸次減少する電流を与え、前記電磁コイルから
漸次減少する磁界を繰り返し発生させて脱磁制御を行う
制御回路を備えたことを特徴とする。

また、前記コンデンサ及び前記方向切換え回路並びに
前記電磁コイルから成る電流回路中には、前記電圧源の
遮断後に、該電流回路中から強制的に電力消費する電力
消費手段が設けられることを特徴とする。

また、前記制御回路の開閉制御の繰り返し周期は同一
周期とされることを特徴とする。

また、前記制御回路は、前記直流電圧源の接続時、漸
次減少する時間の組み合わせで前記方向切換え回路の方
向切換え制御を行うことを特徴とする。

（作用） 本発明の脱磁装置では、前記電圧源を遮断後に、前記
方向切換え回路の各接点を開閉制御し、前記方向切換え
回路の各方向切換動作に応じて前記電源コイルに漸次減
少する電流を与え、前記電磁コイルから漸次減少する磁
界を発生させて脱磁する、したがって、電磁コイルから
発生させる磁界を略ゼロとなるまで滑らかに減少させて
ゆくことができ、完全な脱磁を行うことが可能となる。

而して、前記コンデンサから出力させる電流は、コン
デンサの自己放電の特性を適性化することにより、また
は前記コンデンサから前記電磁コイルに至るまでの間の
回路に適宜の電力消費手段を設けることにより、適宜特
性で漸減させることが可能である。

また、前記直流電圧源を接続時、順次減少する時間の
組み合わせで前記方向切換え回路の方向切換え制御を行
った後、前記電圧源を遮断して前記コンデンサの充放電
で前記電磁コイルから漸次減少する磁界を発生させる場
合には、直流電圧源の接続段階であらましの脱磁を伴う
ことができ、迅速、かつ確実な脱磁が可能となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係る脱磁装置の脱磁駆動
回路の構成を示す説明図である。第３図と同一の参照符
号を付けて示す部材は、第３図のものと同一機能を果す
部材である。

本例の脱磁駆動回路は、第３図に示すものに対し、整
流器３の出力端子間にコンデンサ６を設け、方向切換え
回路７の〜の各リレーCR1にダイオードD₁,D₂,D₃,D₄
をそれぞれ並列接続した点が異なる。

コンデンサ６は、電磁コイル４の自己誘導によるサー
ジ電流を十分吸収できるだけの容量とされ、かつ適宜並
列接続した抵抗などにより比較的短い時間内に全電荷を
放出するよう適切な自己放電特性を持たせている。

また、各ダイオードD₁,D₂,D₃,D₄は、電磁コイル４側
からコンデンサ６にかけて、コンデンサ６のプラス
（＋）端子に対しては順方向となるよう接続し、マイナ
ス（−）端子に対しては逆方向となるよう接続してい
る。

第２図は、上記脱磁駆動回路の制御方式を示すタイミ
ングチャートである。上から順に、リレーCR1の動作状
態、リレーCR2の動作状態、チャック電圧の変化状態、
チャック電流の変化状態を示している。

まず、時刻T₁でリレーCR2をオンとし、整流器３から
直流電圧を出力すると、時刻T₂にかけてチャック電流は
次第に大となる。この点第４図に示す従来例の時刻T₁か
らT₂までの動作と同じである。

次に、本例では、時刻T₂から次の時刻T₁₃までリレーC
R1をオンとし、接点，を閉、，を開とすると、
電磁コイル４の自己誘導による電流はダイオードD₂を介
してコンデンサ６方向に向うと共に、同時的に接点，
が閉となるので、この電流は接点を介してコイル４
に逆方向に流れ、チャック電流Ｉは第２図に示すように
正方向から逆方向となり、通電時間T₂−T₁とT₁₃−T₂に
応じてその値は前のチャック電流より小さな値となる。

続いて、時刻T₁₃,T₁₄,T₁₅にかけてリレーCR1をオン、
オフ制御することにより、順次の通電時間T₁₄−T₁₃,T₁₅
−T₁₄を次第に小さくしながら磁界を小さくしてゆくこ
とができる。このとき、コンデンサ６及びダイオード
D₁,D₂,D₃,D₄を設けているので、リレーCR2の動作状態に
係わりなく連続的な切換え操作が可能となる。

そこで、時刻T₁₄から時刻T₁₅にかけて、この時間t3を
スイッチングの最少時間とすると、時刻T₁₅でリレーCR2
をオフとし、接点２を開とし、コンデンサ６の自己放電
により電源電圧を低下させつつ、リレーCR1を最少時間t
3単位で時刻T₁₉まで繰り返し切り換える。時刻T₁₅から
脱磁終了時刻T₂₀までの時間△Ｔは、コンデンサ６が自
己放電し切るまでの時間に相当する。

すると、時刻T₁₄以後のチャック電流の最大値は漸次
滑らかに小さくなり、ついには略ゼロとなる。

上記リレーCR1,CR2の切換え制御は、マイクロコンピ
ュータや電磁リレーの組合せで容易に構成できるので、
その詳細な説明は省略する。

以上により、本例では、時刻T₁₅までは通電時間の制
御により、時刻T₁₅以後は通電時間を一定としてコンデ
ンサ６による電圧低下の作用をもって迅速、かつ確実な
脱磁を行うことができる。

すなわち、本例のリレーCR1,CR2のスイッチングは、
第２図に示したものと異なり待ち時間（t1＋t2）を必要
としないので、また、時刻T₁₅以後の脱磁制御では、第
２図の最終通電時間T₁₁−T₁₀に相当する最少単位時間t3
の繰り返しであるので、その分脱磁時間を短かくするこ
とができ、脱磁速度が相当速くなる。

また、時刻T₁₅以後はコンデンサ６の自己放電作用に
よって電磁コイル５に与える直流電圧を漸次低下させる
ので、チャック電流の変化が滑らかになり、略完全な脱
磁が行える。

上記実施例では、コンデンサ６から自己放電させてチ
ャック電流を漸減させたが、例えば電磁コイル４とコン
デンサ３との間に適宜の抵抗を設け方向切換え毎の電流
量を小さくするようにしてもよい。また、時刻T₁₅に作
動され、通電回路の電荷を放出するような構成としても
よい。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得る
ものである。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明は特許請求の範囲に記載の通りの
脱磁装置であるので、装置構成を複雑とすることがな
く、漸次低下される電圧をその方向を切換えつつ脱磁コ
イルに与えることにより、脱磁コイルが発生する磁界を
ゼロに近づくまで滑らかに反転させながら減衰してゆく
ことができ、完全な脱磁を行うことができる。

また、方向切換え回路に対し一定周期の切換え指令信
号を出力させる場合には、回路構成を一層単純化でき、
装置コストを一層低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る脱磁駆動回路の説明
図、第２図はその制御方式を示すタイミングチャート、
第３図は従来の脱磁駆動回路の説明図、第４図はその制
御方式を示すタイミングチャートである。 １……交流電源、３……整流器 ４……電磁コイル ６……コンデンサ、７……方向切換回路 CR1,CR2……電磁リレー D₁,D₂,D₃,D₄……ダイオード

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁コイルに正逆方向の電流を繰り返し通
   電することにより前記電磁コイルに正逆方向の磁界を繰
   り返し発生させ、予め着磁された強磁性体から脱磁する
   脱磁装置において、 直流電圧を発生する直流電圧源と、この直流電圧源を遮
   断する電圧源遮断手段と、前記直流電圧源に接続される
   コンデンサと、該コンデンサと前記電磁コイルとの間に
   配置され、ブリッジ状に組まれた接点の開閉動作により
   両部材の接続方向を切換える方向切換え回路と、該回路
   の各接点に並列に組み込まれ各接点の開放動作に併せて
   発生する前記電磁コイルの自己誘導による電流を前記コ
   ンデンサに対して還流するダイオードとを備えて脱磁駆
   動回路を構成し、 前記電圧源を遮断後に、前記方向切換え回路の各接点を
   開閉制御することにより前記コンデンサから前記電磁コ
   イルに漸次減少する電流を与え、前記電磁コイルから漸
   次減少する磁界を繰り返し発生させて脱磁制御を行う制
   御回路を備えたことを特徴とする脱磁装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記コンデンサ及び前
   記方向切換え回路並びに前記電磁コイルから成る電流回
   路中には、前記電圧源の遮断後に、該電流回路中から強
   制的に電力消費する電力消費手段が設けられることを特
   徴とする脱磁装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記制御回路の開閉制
   御の繰り返し周期は同一周期とされることを特徴とする
   脱磁装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記制御回路は、前記
   直流電圧源の接続時、漸次減少する時間の組み合わせで
   前記方向切換え回路の方向切換え制御を行うことを特徴
   とする脱磁装置。