(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源、この交流電源の交流電力を直流に整流する複数個のサイリスタをブリッジに組んで成る正励磁用の整流装置、この正励磁用の整流装置に対し逆並列に接続される複数個のサイリスタをブリッジに組んで成る逆励磁用の整流装置、上記の各整流装置にゲートパルスを与えるゲートパルス発生器、上記各整流装置により正励磁又は逆励磁される吊り上げ電磁石、この吊り上げ電磁石の磁極に設けられるサーチコイル、このサーチコイルが検出した磁束を電圧又は電流の電気量に変換する磁束／電気量変換器、この磁束／電気量変換器の出力を受けて、上記サーチコイル、磁束／電気量変換器から与えられる出力に基づき吸着対象の鋼材の吸着工程において、当該鋼材の正励磁電流に対する磁束の変化から該鋼材のヒステリシス特性を求め、このヒステリシス特性から鋼材の種別を判別し、この鋼材の種別から残留磁束密度を予測し、この残留磁束密度を打消すための１回の逆励磁電流を与える逆励磁用のゲートパルスを算出して記憶し、上記鋼材の釈放時には記憶していた逆励磁用のゲートパルスの指令を上記ゲートパルス発生器に与えるマイクロコンピュータ等の記憶演算手段を備え、上記記憶演算手段が、吊り上げ電磁石を逆励磁して鋼材を釈放するようにしたことを特徴とする吊り上げ電磁石装置における消磁装置。
【請求項２】
請求項１記載のサーチコイル及び磁束／電気量変換器に代え、吊り上げ電磁石の磁極に直接、磁束／電気量変換器等の磁気センサを埋設し、この磁気センサの出力を上記記憶演算手段に入力するように構成したことを特徴とする吊り上げ電磁石装置における消磁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吊り上げ電磁石装置における消磁装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吊り上げ電磁石装置における消磁装置は、図５に示すように構成されていた。
同図において、１は３相交流電源、２は電源スイッチ、３は正励磁用の整流装置で６個のサイリスタをブリッジに組んで構成される。
４は吊り上げ電磁石で、Ｅ型鉄心より成る磁極４ａ、４ｂ1、４ｂ2を有し、その中央の磁極４ａに巻かれた励磁コイル４ｃに対して整流装置３から正励磁用の電力が供給されるようになっている。５は被吸着物としての鋼材である。
６は逆励磁用の整流装置で、６個のサイリスタを整流装置３の場合とは逆極性と成るブリッジに配置して整流装置３に対して逆並列に接続される。
７はゲートパルス発生器で、各整流装置３及び６を構成する各サイリスタに対してゲートパルスを供給する。
【０００３】
吊り上げ電磁石４により鋼材５を移搬するときは、電源スイッチ２を投入し、ゲートパルス発生器７より正励磁用の整流装置３の各サイリスタに、ゲートパルスを与えることにより吊り上げ電磁石のコイル４ｃを励磁し、付与された吸着力により鋼材５を吸着した上、図示しないクレーン操作により吊り上げ電磁石４を目的地に移搬する。
目的地に到着したときは、クレーン操作により鋼材５を鋼材置き場に下ろした上、ゲートパルス発生器７により正励磁用の整流装置３に対して今迄与えていたゲートパルスを絶ち、今度は逆励磁用の整流装置６のサイリスタに対してゲートパルスを与えて吊り上げ電磁石４を逆励磁することにより鋼材５を釈放する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の吊り上げ電磁石装置における消磁装置では、次のような問題点があった。
(１)大部分の鋼材は、上記の逆励磁法で吊り上げ電磁石の消磁を行えるが、鋼材が特殊鋼（ＪＩＳＧ４０５１、４０５２、４１０２〜４１０８等の高炭素鋼や合金鋼）の場合には、それらの材質や寸法により残留磁気量（残留磁束密度）が変化するため、一定の逆励磁を１回行っても完全な消磁ができない。従って、若干の残留磁気が残るので、素材の切断や切削するときに鉄粉が付着して正確な加工ができない。
このため、これに対処して、鋼材の吸着前に、当該鋼材の材質や寸法、吊り上げ本（枚）数等の所要データを計算装置に入力し、適正な逆励磁を行うゲートパルスの位相を求めておき釈放時の逆励磁をすることが行われているが、これでは吸着対象が変わる毎に、そのような事前の解析作業が必要であり煩雑であった。
(２)そこで、これに代わる方法として、釈放時に、ゲートパルス発生器７により逆励磁用と正励磁用の両者のゲートパルスを交互に繰り返し、消磁させるようにした「漸減反転消磁方法」も行われているが、この方法では吊り上げ電磁石のコイルのインダクタンスによる電流変化が遅いため、釈放時間が２０〜６０秒も要するという問題点があった。
本発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決するようにした吊り上げ電磁石装置における消磁装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の吊り上げ電磁石装置における消磁装置は、上記課題を解決するために、交流電源の交流電力を直流に整流する複数個のサイリスタより成る正励磁用の整流装置、複数個のサイリスタより成る逆励磁用の整流装置、ゲートパルス発生器、吊り上げ電磁石、この吊り上げ電磁石の磁極に設けられるサーチコイル、このサーチコイルが検出した磁束を電気量に変換する磁束／電気量変換器、この磁束／電気量変換器の出力を受けて、上記サーチコイル、磁束／電気量変換器から与えられる出力に基づき吸着対象の鋼材の吸着工程において、当該鋼材の正励磁電流に対する磁束の変化から該鋼材のヒステリシス特性を求め、このヒステリシス特性から鋼材の種別を判別し、この鋼材の種別から残留磁束密度を予測し、この残留磁束密度を打消すための１回の逆励磁電流を与える逆励磁用のゲートパルスを算出して記憶し、上記鋼材の釈放時には記憶していた逆励磁用のゲートパルスの指令を上記ゲートパルス発生器に与えるマイクロコンピュータ等の記憶演算手段を備え、吊り上げ電磁石を逆励磁して鋼材を釈放するように構成した。
この場合、サーチコイル及び磁束／電気量変換器に代え、吊り上げ電磁石の磁極に直接、磁気センサを埋設し、この磁気センサの出力を上記記憶演算手段に入力するように構成しても良い。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を用いて第１及び第２の各実施の形態により本発明を具体的に説明する。
第１の実施の形態：
図１（Ａ）は本発明の第１の実施の形態の構成を示すもので、同図において、従来のものと対応する構成については図５と同一の符号を用いて示し、その説明は省略する。
８はサーチコイルで、吊り上げ電磁石４の磁極の磁束の変化を検出する。このため、サーコイル８は、例えば中央の磁極４ａに所定ターン巻かれた後、その出力側は磁束／電圧変換器９に接続される。
磁束／電圧変換器９はサーチコイル８が検出した磁束量を電圧信号に変換し、これをマイクロコンピュータ等の記憶演算手段（以下ＣＰＵと略す）１０に与える。そこで、ＣＰＵ１０は次の手順で鋼材５の釈放時の適正な逆励磁を行うためのゲートパルス指令をゲートパルス発生器７に与えるように構成される。
【０００７】
ＣＰＵ１０での逆励磁のためのゲートパルス指令は、次の算出根拠のもとに後述する図２及び図３の流れ図に示す手順によって行われる。
図４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々鋼材Ａ及びＢについての特性を示すもので、鋼材Ａの場合は、その磁気特性は同図（Ａ）に破線ＢAで示すように推移し、その残留磁束密度はＢｒ1であるが、鋼材Ｂの場合は、同図（Ｂ）に破線ＢBで示すように磁気特性が推移し、その残留磁束密度はＢｒ2となる。即ち、両者は磁気特性（ヒステリシス特性）は同図に示すように相違する。
従って、夫々の残留磁束密度Ｂｒ1、Ｂｒ2を消磁するには、鋼材Ａでは同図（Ａ）に示すように−Ｉ1の逆励磁電流を、鋼材Ｂでは同図（Ｂ）に示すように−Ｉ2の逆励磁電流を流す必要がある。
そこで、本発明では、例えば鋼材Ａを吊り上げ電磁石４に当てがって、吸着するために実線で示すような正励磁電力を供給し、横軸に時間ｔをとって示すように、正励磁電流を０から定格電流ＩAに至るまで増大していき、このようにＩAに至る電流をコイル４ｃに与えたときの電磁石４の磁極を通過する磁束の変化を検出して増加方向の磁気特性が記憶されたときには、ＣＰＵ１０により減衰方向の磁気特性も解析できることに着目し、磁気特性を描くと同図（Ａ）に示すＢAとなる。
これは吸着対象の鋼材が鋼材Ｂに変わった場合も同様で、図４（Ｂ）に実線で示した電流特性に基づき破線ＢBで示す磁気特性が求められる。
従って、ＣＰＵ１０で解析された各磁気特性から、残留磁束密度Ｂｒ1、Ｂｒ2を求め、これらの残留磁束密度を消磁するための逆励磁電流を与えるゲートパルス指令を求めて、この値をＣＰＵ１０中に記憶し、これらの鋼材Ａ、Ｂの釈放時に先に求めた逆励磁電流を与えるゲートパルス指令をＣＰＵ１０がゲートパルス発生器７に対して出すようにプログラムしておくものである。
なお、正励磁のためのゲートパルス指令は、従来のものと同様な考え方でＣＰＵ１０に内蔵するプログラムによりゲートパルス発生器７に与えられるものとする。
【０００８】
次に、図２、図３の流れ図を用いて本発明の第１の実施の形態に係わる吊り上げ電磁石装置における消磁装置の動作を説明する。
先ず、鋼材５を吊り上げ電磁石４により吸着し、図示しないクレーンの操作により目的地へ移搬する動作から始まるが、これについては、従来のものと全く同一に行えば良いので、この動作は省略する。
唯、本発明では、このような鋼材５の吸着を行う際にコイル４ｃの励磁電流を０から所定の正励磁電流に至る過程で変化する吊り上げ電磁石４の磁極４ａを通過する磁束の変化量がサーチコイル８により検出され、これが磁束／電圧変換器９により電気量（電圧）に変換されてＣＰＵ１０に与えられるから、ＣＰＵ１０内でその鋼材の磁気特性が求められる（図２のＳＴ２）。
従って、ＣＰＵ１０は、この磁気特性から鋼材の種別を判別し（ＳＴ３）、鋼材の種別と磁気特性をもとに、この鋼材を釈放するときの残留磁束密度を算出し（ＳＴ４）、この残留磁束密度を打消すための逆励磁電流を求め、この値を記憶しておくという鋼材釈放前の一連の準備動作が行われる（ＳＴ５、ＳＴ６）。
従って、鋼材５を吸着した吊り上げ電磁石４が目的地に到着し、クレーン操作により吊り上げ電磁石４が地上に下ろされたときには、図３に示す手順に従い、鋼材５は１回の逆励磁により適切に釈放される。
即ち、図３において、吊り上げ電磁石４の着地により釈放工程がスタートされ（ＳＴ１１、１２）、鋼材の種別が、例えば鋼材Ａの場合は、その鋼材Ａについて予め吸着工程中に算出済の逆励磁のためのゲートパルス指令を与え（ＳＴ１３、１４）、この指令に基づきゲートパルス発生器７は正励磁用のゲートパルスを解き、適正な逆励磁を行うゲートパルスを逆励磁用の整流装置６に与える。
従って、吊り上げ電磁石４は適切な逆励磁が与えられるから即時に消磁され、鋼材５を適切に釈放する。
この逆励磁動作は鋼材の種別が鋼材Ｂの場合もステップＳＴ１３−１、ＳＴ１４−１によって同様に行われる。説明は省略するが、他の鋼材、例えば鋼材Ｃについても全く同様である。
【０００９】
第２の実施の形態：
図１（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態を示す要部接続図である。
第１の実施の形態では図１（Ａ）に示すように、吊り上げ電磁石４の磁極には、サーチコイル８を設けて磁束を検出し、外部に設けた磁束／電圧変換器９を設けて、磁束を電圧値に変換させた上で、ＣＰＵ１０へ入力していた。
本実施の形態では、図１（Ｂ）に示すように、サーチコイル８の代わりに、吊り上げ電磁石４の磁極に磁束／電圧変換器又は磁束／電流変換器等の磁気センサ１１を埋設等の方法で直接内蔵し、この磁気センサ１１の出力をＣＰＵ１０に入力させる構成としたもので、その他の構成は第１の実施の形態と同様に構成すれば良い。従って、図１（Ｂ）では電源１、電源スイッチ２は省略してある。
即ち、本実施の形態の場合も、吊り上げ電磁石４による鋼材の吸着工程において変化する電磁石の磁極の磁束の変化を電圧又は電流の電気量で検出し、ＣＰＵ１０に入力するから、ＣＰＵ１０において、第１の実施の形態と全く同様にして、図２に示す流れ図の手順で逆励磁電流が求められて記憶され、図３の流れ図に従って逆励磁電流を用いて鋼材の釈放を行うものである。
【００１０】
本発明は上記の各実施の形態に限定されない。
例えば、第１の実施の形態では、磁束／電圧変換器を用いてサーチコイルが検出した磁束の変化量を電気量に変換してＣＰＵへ入力するようにしたが、磁束／電圧変換器は磁束／電流変換器でも良く、要するに磁束／電気量変換器であれば良い。
また、各実施の形態では、交流電源として３相交流電源を用いる場合を示したが、交流電源は単相交流電源であっても良く、この場合は正励磁用及び逆励磁用の整流装置は各４個のサイリスタをブリッジに組んで構成すれば良い等、上述した技術思想の範囲内での各種の変形が可能である。
【００１１】
【発明の効果】
本発明の吊り上げ電磁石装置における消磁装置は上記のように構成されるから、次のような優れた効果を有する。
▲１▼吸着対象の鋼材の吸着工程において、当該鋼材の正励磁電流に対する磁束の変化から磁気特性を求め、この磁気特性をもとに残留磁束密度を消磁する適切な逆励磁電流を算出しておき、この算出値に基づき鋼材の釈放時の逆励磁を行うものであるから、吸着対象の鋼材が特殊鋼のように材質や寸法等により磁気特性が相違する鋼材の場合でも、１回の逆励磁で鋼材は瞬時に、的確に釈放される。
▲２▼上記のように逆励磁電流は鋼材の吸着工程において求められるから、従来のように吸着前に予め鋼材の種別、寸法、本数等の所要のデータをもとに逆励磁電流を算出した上で吸着作業に入る必要はなくなったから、作業効率は大幅に向上できる。
また、漸時反転消磁方法のように釈放時間に２０〜６０秒は必要なく、数秒で良いから、この点でも作業効率は向上される。なお、本発明の装置により釈放された鋼材には残留磁気が存在しないから、その鋼材を素材にした切断、切削の際に鉄粉が付着することがないので、切断、切削加工が最適に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吊り上げ電磁石装置における消磁装置を示すもので、同図（Ａ）は第１の実施の形態の全体構成を示す接続図、同図（Ｂ）は第２の実施の形態を示す要部の構成を示す接続図である。
【図２】本発明における記憶演算手段で行う対象鋼材の磁気特性を求め、同特性から残留磁束密度を打消す逆励磁電流を求める算出過程を示す流れ図である。
【図３】本発明における記憶演算手段で行う対象鋼材の釈放時における逆励磁電流を供給するためのゲートパルス指令を発生するための過程を示す流れ図である。
【図４】同図（Ａ）、（Ｂ）は夫々鋼材Ａ、Ｂにおける正励磁をしたときに求められる各鋼材の磁気特性と残留磁束密度及びこの残留磁束密度を打消す逆励磁電流の関係を示す特性図である。
【図５】従来例の吊り上げ電磁石装置における消磁装置の構成を示す接続図である。
【符号の説明】
１：３相交流電源
３：正励磁用の整流装置
４：吊り上げ電磁石
４ａ、４ｂ1、４ｂ2：磁極
４ｃ：励磁コイル
５：鋼材
６：逆励磁用の整流装置
７：ゲートパルス発生器
８：サーチコイル
９：磁束／電圧変換器（磁束／電気量変換器）
１０：記憶演算手段（ＣＰＵ）
１１：磁気センサ
【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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