(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルにコンデンサが並列に接続された小型電磁石の残留磁気除去装置において、
リアクトルと逆阻止用ダイオードとの直列回路を前記コンデンサと並列に接続し、
電源供給時に、前記逆阻止用ダイオードの導通動作により前記リアクトルに電流を流しておき、
電源遮断時に、前記励磁コイルの磁気エネルギーにより前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流すとともに前記リアクトルの磁気エネルギーにより前記逆阻止用ダイオードを介して前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流し、該逆極性に充電されたコンデンサの充電電荷を、前記逆阻止用ダイオードの遮断動作により前記リアクトルに放電せず、前記励磁コイルのみに放電して該励磁コイルを逆励磁するよう構成した
ことを特徴とする小型電磁石の残留磁気除去装置。
【請求項２】
小型電磁石の残留磁気除去装置において、
電流制限手段と第２の逆阻止用ダイオードとの並列回路を励磁コイルと直列に接続するとともに、コンデンサを、前記励磁コイルと前記並列回路との直列回路と並列に接続し、また、リアクトルと第１の逆阻止用ダイオードとの直列回路を前記コンデンサと並列に接続し、
電源供給時に、前記第１の逆阻止用ダイオードの導通動作により前記リアクトルに電流を流しておき、
電源遮断時に、前記励磁コイルの磁気エネルギーにより前記第２の逆阻止用ダイオードを介して前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流すとともに前記リアクトルの磁気エネルギーにより前記第１の逆阻止用ダイオードを介して前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流し、該逆極性に充電されたコンデンサの充電電荷を、前記第１の逆阻止用ダイオードの遮断動作により前記リアクトルに放電せず、かつ、前記第２の逆阻止用ダイオードの遮断動作により動作可能となった前記電流制限手段により電流値を制限して前記励磁コイルのみに放電して該励磁コイルを逆励磁するよう構成した
ことを特徴とする小型電磁石の残留磁気除去装置。
【請求項３】
前記電流制限手段は、定電流ダイオードにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の小型電磁石の残留磁気除去装置。
【請求項４】
前記電流制限手段は、抵抗により構成されることを特徴とする請求項２に記載の小型電磁石の残留磁気除去装置。
【請求項５】
前記電流制限手段は、定電流回路により構成されることを特徴とする請求項２に記載の小型電磁石の残留磁気除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、小型電磁石の残留磁気除去装置、詳しくは、電源遮断時に励磁コイルを逆励磁することにより残留磁気を除去し、小型電磁石に吸着されているワークを容易に解放可能にするための小型電磁石の残留磁気除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワーク（鉄板等）の運搬等のために、ワークを吸着、解放する小型電磁石が用いられる場合があり、このような小型電磁石の励磁回路の一例として、図５に示す励磁回路が従来から知れらている。
【０００３】
図５に示す励磁回路は、スイッチ１をオンし直流電源２を励磁コイル３に供給することにより、電磁石４を励磁してワーク５が電磁石４に吸着されるようにするとともに、スイッチ１をオフし励磁コイル３への電源供給を停止することにより、電磁石４の励磁を解除してワーク５を電磁石４から解放できるよう構成され、さらに、スイッチ１をオフした時、励磁コイル３に発生するサージ電圧を吸収するために、コンデンサ６を励磁コイル３に対し並列に接続して構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の励磁回路によると、スイッチ１をオフした時、コンデンサ６の充電電圧ｖ及び励磁コイル３の励磁電流ｉは図６に示すように変化する。すなわち、スイッチ１をオフすると、励磁コイル３の磁気エネルギーがコンデンサ６に放出され、コンデンサ６が逆極性に充電され、この逆極性に充電されたコンデンサ６の充電電荷が励磁コイル３に放電して励磁コイル３は逆励磁され、電磁石４の残留磁気が減少する。しかし、図６に示すように、逆励磁電流は小さく、残留磁気をほぼ零にすることができる所定値ｉ０  以下に達しないため、スイッチ１をオフしただけでは、ワーク５を電磁石４から解放することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点にかんがみ、簡単な回路構成で残留磁気を十分に除去することができる小型電磁石の残留磁気除去装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１では、励磁コイルにコンデンサが並列に接続された小型電磁石の残留磁気除去装置において、リアクトルと逆阻止用ダイオードとの直列回路を前記コンデンサと並列に接続し、電源供給時に、前記逆阻止用ダイオードの導通動作により前記リアクトルに電流を流しておき、電源遮断時に、前記励磁コイルの磁気エネルギーにより前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流すとともに前記リアクトルの磁気エネルギーにより前記逆阻止用ダイオードを介して前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流し、該逆極性に充電されたコンデンサの充電電荷を、前記逆阻止用ダイオードの遮断動作により前記リアクトルに放電せず、前記励磁コイルのみに放電して該励磁コイルを逆励磁するよう構成したことを特徴とする小型電磁石の残留磁気除去装置を採用する。
【０００７】
請求項２では、小型電磁石の残留磁気除去装置において、電流制限手段と第２の逆阻止用ダイオードとの並列回路を励磁コイルと直列に接続するとともに、コンデンサを、前記励磁コイルと前記並列回路との直列回路と並列に接続し、また、リアクトルと第１の逆阻止用ダイオードとの直列回路を前記コンデンサと並列に接続し、電源供給時に、前記第１の逆阻止用ダイオードの導通動作により前記リアクトルに電流を流しておき、電源遮断時に、前記励磁コイルの磁気エネルギーにより前記第２の逆阻止用ダイオードを介して前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流すとともに前記リアクトルの磁気エネルギーにより前記第１の逆阻止用ダイオードを介して前記コンデンサに電源供給時とは逆極性の充電電流を流し、該逆極性に充電されたコンデンサの充電電荷を、前記第１の逆阻止用ダイオードの遮断動作により前記リアクトルに放電せず、かつ、前記第２の逆阻止用ダイオードの遮断動作により動作可能となった前記電流制限手段により電流値を制限して前記励磁コイルのみに放電して該励磁コイルを逆励磁するよう構成したことを特徴とする小型電磁石の残留磁気除去装置を採用する。
【０００８】
請求項３では、前記電流制限手段は、定電流ダイオードにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の小型電磁石の残留磁気除去装置を採用する。
【０００９】
請求項４では、前記電流制限手段は、抵抗により構成されることを特徴とする請求項２に記載の小型電磁石の残留磁気除去装置を採用する。
【００１０】
請求項５では、前記電流制限手段は、定電流回路により構成されることを特徴とする請求項２に記載の小型電磁石の残留磁気除去装置を採用する。
【００１１】
【発明の作用効果】
請求項１に係る小型電磁石の残留磁気除去装置において、電源が遮断されると、励磁コイルの磁気エネルギーがコンデンサに放出されるとともにリアクトルの磁気エネルギーが逆阻止用ダイオードを経てコンデンサに放出され、コンデンサは、電源供給時の極性とは逆極性で充電される。そして、逆極性に充電されたコンデンサの充電電荷は、逆阻止用ダイオードによりリアクトルには放電されず、励磁コイルのみに放電され、励磁コイルが逆励磁される。このように、電源遮断時、コンデンサに対し、励磁コイルの磁気エネルギーに加えリアクトルの磁気エネルギーが放出される。このため、コンデンサの逆極性の充電電圧は増大し、これにより励磁コイルの逆励磁電流が増大し、電磁石の残留磁気を十分に除去することが可能になる。従って、電源を遮断するだけでワークを電磁石から解放することが可能になる。
【００１２】
請求項２に係る小型電磁石の残留磁気除去装置において、電源が遮断されると、励磁コイルの磁気エネルギーが第２の逆阻止用ダイオードを経てコンデンサに放出されるとともにリアクトルの磁気エネルギーが第１の逆阻止用ダイオードを経てコンデンサに放出され、コンデンサは、電源供給時の極性とは逆極性で充電される。そして、逆極性に充電されたコンデンサの充電電荷は、第１の逆阻止用ダイオードによりリアクトルには放電されず、第２の逆阻止用ダイオードを迂回して電流制御手段を経て励磁コイルのみに放電され、励磁コイルが逆励磁される。このように、電源遮断時、コンデンサに対し、励磁コイルの磁気エネルギーに加えリアクトルの磁気エネルギーが放出される。このため、コンデンサの逆極性の充電電圧は増大し、これにより励磁コイルの逆励磁電流が増大し、電磁石の残留磁気を十分に除去することが可能になる。また、電流制限手段は、逆励磁電流が過大になると再び電磁石が逆極性で励磁されワークの解放が困難になるため、このような不具合を解消するために、逆励磁電流のピーク値を制限し、残留磁気をほぼ零にする電流値付近に逆励磁電流を保つ作用をする。従って、残留磁気がほぼ零となる期間が増大し、電源を遮断するだけでワークを電磁石から解放することが可能になる。
【００１３】
請求項３に係る小型電磁石の残留磁気除去装置において、定電流ダイオードは、残留磁気がほぼ零になる電流値付近に逆励磁電流を保つ作用をし、これにより、電源を遮断するだけでワークを電磁石から解放することが可能になる。
【００１４】
請求項４に係る小型電磁石の残留磁気除去装置は、定電流ダイオードの電流容量が比較的小さいため定電流ダイオードでは十分な逆励磁電流を得ることが困難な場合に、定電流ダイオードの代わりに抵抗を電流制限手段として用いたものである。
【００１５】
請求項５に係る小型電磁石の残留磁気除去装置は、電流制限手段として、ツェナーダイオード、トランジスタ等からなる公知の定電流回路を用いたものである。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、第１実施例に係る小型電磁石の残留磁気除去装置の回路構成を示している。
【００１８】
図１において、１は、押釦スイッチ又はリレー接点等からなるスイッチ、２は、交流電源を全波整流するなどして直流電圧を発生する直流電源、３は、口径２０〜５０φ程度の小型電磁石４（図５参照）の励磁コイル、６は、励磁コイル３に並列に接続されたコンデンサ、をそれぞれ表している。コンデンサ６には、リアクトル７と逆阻止用ダイオード８の直列回路が並列に接続されている。逆阻止用ダイオード８は、アノードが直流電源２の正側に位置するように配されている。
【００１９】
上記のように構成された残留磁気除去装置において、スイッチ１がオンすると、直流電源２が励磁コイル３に供給され、励磁コイル３に励磁電流ｉ１  が流れ、励磁コイル３が励磁されて、電磁石４によりワーク５（鉄板等、図５参照）を吸着することが可能になる。また、逆阻止用ダイオード８が直流電源２に対し順方向の関係にあるため、リアクトル７に電流ｉ２  が流れ、リアクトル７に磁気エネルギーが蓄積される。なお、コンデンサ６は図示の極性で充電される。
【００２０】
その後、電磁石４がワーク５を吸着している状態でスイッチ１をオフすると、励磁コイル３の磁気エネルギーがコンデンサ６に放出されるとともに、リアクトル７の磁気エネルギーが逆阻止用ダイオード８を経てコンデンサ６に放出される。従って、直流電源２が遮断されると、コンデンサ６は、図示の極性すなわち電源供給時の極性とは逆極性で充電されてゆく。そして、逆極性に充電されたコンデンサ６の充電電荷は、逆阻止用ダイオード８がコンデンサ６の逆極性の充電電圧ｖに対し逆方向の関係にあるため、逆阻止用ダイオード８がオフし、これによりリアクトル７には放電されず、励磁コイル３のみに放電され、励磁コイル３が逆励磁される。
【００２１】
このように、電源遮断時、コンデンサ６に対し、励磁コイル３の磁気エネルギーに加えリアクトル７の磁気エネルギーが放出される。このため、図２に示すように、コンデンサ６の逆極性の充電電圧ｖは増大し、これにより励磁コイル３の逆励磁電流ｉ１  が、残留磁気をほぼ零にすることができる所定値ｉ０  以下に増大し、電磁石４の残留磁気を十分に除去することが可能になる。従って、直流電源２を遮断するだけでワーク５を電磁石４から解放することが可能になる。
【００２２】
図３は、第２実施例に係る小型電磁石の残留磁気除去装置の回路構成を示している。
【００２３】
図３において、１は、押釦スイッチ又はリレー接点等からなるスイッチ、２ａは、電圧が１００Ｖ又は２００Ｖ、周波数が５０ＨＺ  又は６０ＨＺ  の商用交流電源、２ｂは、交流電源２ａを全波整流する整流ブリッジ回路、３は、小型電磁石４（図５参照）の励磁コイル、６は、励磁コイル３に並列に接続されたコンデンサ、をそれぞれ表している。
【００２４】
コンデンサ６には、リアクトル７と第１の逆阻止用ダイオード８ａの直列回路が並列に接続されている。ここで、第１の逆阻止用ダイオード８ａは、アノードが整流ブリッジ回路２ｂの正出力側に位置し且つカソードがコンデンサ６の負極側に位置するよう配されている。
【００２５】
励磁コイル３には、アノードが励磁コイル３側に位置し且つカソードがコンデンサ６の負極側に位置するよう、第２の逆阻止用ダイオード９が直列に接続されている。また、アノードがコンデンサ６の負極側に位置し且つカソードが励磁コイル３側に位置するよう、定電流ダイオード１０が第２の逆阻止用ダイオード９に並列に接続されている。さらに、定電流ダイオード１０には、定電流ダイオード１０を保護するための抵抗１１が直列に接続されている。
【００２６】
第２の逆阻止用ダイオード９のカソードと整流ブリッジ回路１ｂの負出力側との間には、スイッチング素子であるトランジスタ１２が接続されている。整流ブリッジ回路１ｂの正出力側と負出力側との間には、抵抗１３と平滑コンデンサ１４の直列回路が接続され、抵抗１３と平滑コンデンサ１４との接続点に、トランジスタ１２のベースが接続されている。
【００２７】
さらに、コンデンサ６の正極側と抵抗１３との間に、カソードがコンデンサ６の正極側に位置するようダイオード１５が接続されている。
【００２８】
次に、上記のように構成された残留磁気除去装置の動作を説明する。
【００２９】
スイッチ１がオンすると、商用交流電源２ａが整流ブリッジ回路２ｂで全波整流されて直流電源に変換され、抵抗１３を経て平滑コンデンサ１４が充電され、トランジスタ１２がオンにスイッチ動作する。トランジスタ１２がオンすると、第２の逆阻止用ダイオード９が整流ブリッジ回路２ｂの直流出力に対し順方向の関係にあるため、励磁コイル３に励磁電流ｉが流れるようになり、励磁コイル３が励磁されて、電磁石４によりワーク５（鉄板等、図５参照）を吸着することが可能になる。また、第１の逆阻止用ダイオード８ａが整流ブリッジ回路２ｂの直流出力に対し順方向の関係にあるため、リアクトル７に電流が流れ、リアクトル７に磁気エネルギーが蓄積される。なお、コンデンサ６は図示の極性で充電される。
【００３０】
その後、電磁石４がワーク５を吸着している状態でスイッチ１をオフすると、平滑コンデンサ１４の充電電荷がトランジスタ１２のベース・エミッタを経て放電され、平滑コンデンサ１４の端子間電圧が、トランジスタ１２をオン状態に維持できるベース電圧以下に低下するため、トランジスタ１２はオフにスイッチ動作する。このトランジスタ１２がオフにスイッチ動作するとき、コンデンサ６の充電電荷は、ダイオード１５がコンデンサ６の充電電圧ｖに対し逆方向の関係にあるため、トランジスタ１２のベースに放電されることはなく、トランジスタ１２は、スイッチ１のオフ直後にオフにスイッチ動作することができる。
【００３１】
トランジスタ１２がオフにスイッチ動作すると、励磁コイル３の磁気エネルギーが第２の逆阻止用ダイオード９を経てコンデンサ６に放出されるとともに、リアクトル７の磁気エネルギーが第１の逆阻止用ダイオード８ａを経てコンデンサ６に放出される。従って、コンデンサ６は、図示の極性すなわち電源供給時の極性とは逆極性で充電されてゆく。そして、逆極性に充電されたコンデンサ６の充電電荷は、第１の逆阻止用ダイオード８ａがコンデンサ６の逆極性の充電電圧ｖに対し逆方向の関係にあるため、リアクトル７に放電されることはなく、抵抗１１及び定電流ダイオード１０を経て励磁コイル３のみに放電され、励磁コイル３が逆励磁される。ここで、励磁コイル３に流れる逆励磁電流ｉは、定電流ダイオード１０の定電流作用により、コンデンサ６の放電電流が、残留磁気をほぼ零にすることができる所定値ｉ０  以下に増大しようとしても、該所定値ｉ０  に制限される。
【００３２】
このように、電源遮断時、コンデンサ６に対し、励磁コイル３の磁気エネルギーに加えリアクトル７の磁気エネルギーが放出される。このため、図４に示すように、コンデンサ６の逆極性の充電電圧ｖは増大し、これにより励磁コイル３の逆励磁電流ｉが、残留磁気をほぼ零にすることができる所定値ｉ０  以下に増大し、電磁石４の残留磁気を十分に除去することが可能になる。さらに、定電流ダイオード１０の定電流作用により、逆励磁電流ｉが上記所定値ｉ０  に維持される期間Ｔを設けたため、残留磁気がほぼ零となる期間Ｔ中に、ワーク５を電磁石４からより一層容易に解放することが可能になる。なお、図３に示すように、必要に応じて平滑用コンデンサ１６を追加してもよい。
【００３３】
なお、定電流ダイオード１０の電流容量は通常数ｍＡと小さいため、逆励磁電流ｉの目標値が定電流ダイオード１０の電流容量を上回る場合には、定電流ダイオード１０と抵抗１１の直列回路の代わりに、抵抗を用いるようにしてもよく、この場合においても、残留磁気の除去をほぼ達成することができる。また、定電流ダイオード１０と抵抗１１の直列回路の代わりに、ツェナーダイオードとトランジスタを組合せた公知の定電流回路を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る小型電磁石の残留磁気除去装置の回路構成図
【図２】その動作を説明するための電圧、電流の波形図
【図３】第２実施例に係る小型電磁石の残留磁気除去装置の回路構成図
【図４】その動作を説明するための電圧、電流の波形図
【図５】従来の小型電磁石の励磁回路の構成図
【図６】その問題点を説明するための電圧、電流の波形図
【符号の説明】
２    直流電源（電源）
２ａ    商用交流電源（電源）
２ｂ    整流ブリッジ回路（電源）
３    励磁コイル
４    小型電磁石
６    コンデンサ
７    リアクトル
８    逆阻止用ダイオード
８ａ    第１の逆阻止用ダイオード
９    第２の逆阻止用ダイオード
１０    定電流ダイオード（電流制限手段）
ｉ，ｉ１      励磁電流（逆励磁電流）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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