JPS6144543A - 電磁チヤツク用電源制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的にはｔａ？チャックに関するものであ
り、特に、ＴＩＬ磁チャック用電源制御装置に関するも
のである。

電磁チャックは、多種多様な工作機械、たとえばフライ
ス盤、穿孔プレス、ＩＩｊ！盤あるいは、グラインダに
おいて被加工品を加工中に位置決めしておくために使用
されている。１１Ｅ磁チヤツクは、１個又は多数個の電
磁コイルを構成要素として含んでおり、この電磁コイル
は低炭素鋼、高透磁性スチール、鋳鉄の如き強磁性材料
から成る電磁石磁心に磁束を作り出す。強磁性体で作ら
れた被加工品が、電磁石磁心の表面に保持される様に、
被加工品に誘起される反対極性を有する面が、個々の電
磁石の保持面に対向する様に電磁石の巻線が取りつけら
れている。

被加工品が保持状態から釈放される場合には、チャック
表面から被加工品が取りはずされる様にするためにチャ
ック巻線に流れる電流を減少させる必要がある。

しかしながら、被加工品は強磁性材料、一般的にはスチ
ールで作られているので、成る種度まで磁化された後は
、残留磁化の為に被加工品は、少なくとも部分的に減磁
されなければチャック表面から取りはずし雌くなること
がある。

電磁チャックは直流によって励硼されるので、直流電源
が必要である。直流は、一般にはＡＯ／Ｄ。

変換機により主電源からの交流を直流へ整流することに
より得ることが出来る。交流の直流への変換は、真空管
、ダイオード整流ブリッジ又は、同なくすべく逆にする
ことによって成し遂げられる。

被加工品の減磁は、手動で電流反転スイッチを作動させ
、チャック巻線に短時間、例えば数秒又はそれより短か
い時間、一般的に小電圧で直流を流すことにより成し得
る。

しかしながら、大型被加工品の場合には残留磁化が大き
いために、１回の減磁パルスを作用させるだけでは、保
持釈放がむずかしい。

その様な場合に、被加工品を十分に減磁させるためには
徐々に振幅が減少する交流が必要である。

電磁チャックにおいては、保持力を調節可能にしておく
ことが便利であり望ましい。この場合には、使用者が電
磁チャックに供給される電圧又は電流を制御し得るので
あり、従って、チャックにおける磁束、すなわち保持力
は制御され、調整され得る。

前述のような構造は、加工中に被加工品の保持２十分に
行なうためには便利なものではあるが、被加工品の変形
をおこす、程強くてはいけない。通常の電磁チャックに
おいては、保持力可変機能は、可変抵抗、多段降下抵抗
、又は多重分岐トランス、又は位相角依存シリコン整流
器によって成し遂げられる。

しかしながら、抵抗器又は多段分岐トランスを使用する
場合には手動で行なうとか、ステッピング・モータで駆
動することが必要となる。

又、位相角依存シリコン整流器を用いた場合には、交流
ライン電圧の変動又はサージによる誤動作が起こりやす
い。

シリコン整流器の誤動作は、チャックへの電力供給ご削
除することになり、これは、残留磁化により起こされる
保持力の完全な減却や、減少に対しての障害となる。

本発明は、電磁チャックに対する制御可能な電源を提供
するものであり、可飽和リアクタ式磁気増幅器の制御用
巻線に流れる直流電流を制御することにより、負荷に供
給される電力を変化させるものであり、直流制御電流の
強度を変化させることにより、０％〜１００％まで変化
させ得る。

更に、直流制御回路が作動しなくなった場合には、全出
力が電磁チャック巻線に供給される、というのは負荷へ
の出力は、制御電流強度に逆比例するからである。更に
本発明は、必要に応じて被加工品を取りはずしやすくＴ
るために自動的に減磁する様にすることも出来る。

本発明は、使用者が全出力を使用することも出来、又、
可変保持力、又は保持力無しの状態をも生ぜしめること
も出来るような新規な電磁チャック用電源・制御装置を
提供するものであり、必要により被加工物の自動減磁も
なし得るものである。

他の目的、或いは技術的メリットは、実施例と共に以下
の詳細な説明を図面を参照して読めば当該技術の関係者
には自ら明らかとなる。

〔実施例〕

図面、特に第１図を参照して述べれば、表面研削グライ
ンダのような工作機械の電磁チャック１０は、ソレノイ
ド２０により作動されるｊ転すレースイッチ１８を経て
、端子１４．１６を通って給電される直流電源を持つ電
、磁フィル１２を備えている。反転リレースイッチ１８
の入力は、磁気増幅器２６の出力端子２２．２４に結線
されている。

磁気増幅器２６は一対の出力巻線３０と３２及び直流制
御巻＠３ａ２持つ可飽和リアクタ２８を含んでいる。

可飽和リアクタ２８の出力者１！！３０と３２はダイオ
ード３９．４０．４１．４２とからなる全波整流ブリッ
ヂを経供給する様に構成する。出カドランス３８は交流
源に結線される１次巻ｌ１Ｉ４４と相対的に低い電圧の
直流電磁気増＃器制御回路４７を通して供給する。この
場合、ライン５４．５６を通して制御者［３４の出力端
子５ｏ、５２に結線される余波整流ブリッジ４８による
整流が行なわれている。

制御用分圧器５８は、通常閉じていて切要によりソレノ
イド６２によって開けられるリレースイッチ６０を経て
、制御巻線３４０制御回路４７に結線される。

通常リレースイッチ６４は閉じており、制御用電圧計５
８に対して分岐路を作ることができる。リレースイッチ
６４はソレノイド６６によって開状態にすることが出来
る。

被加工品自動減磁回路６８は、制御用分圧器５８とリレ
ースイッチ６０によって形成されるラインに並列に結線
されている。通常は開状態であるリレースイッチ７０は
、ソレノイド７２により作動されるものであるが、必要
により被加工品自動減磁回路６８を制御口□路の内に組
み入れる働きをする。

第４８目のリレースイッチ７４は通常閉じているのであ
るが、励磁ソレノイド５６により開状態にすることが出
来るものであり、図示されるようにライン５６において
、直流制御回路４７に組み込まれている。このリレース
イッチ７番は、ライン５４に組み込むことも可能であり
、この場合には、減磁回路６８又は分圧器５８を含む分
岐回路を含む回路を通して電流が流れるか否かに拘らず
制御回路４７を必要により開状態にし得る。

電磁チャック１０は、それが組み込まれている工作機械
の作業者のいる所に配置されている制御盤により作動さ
れる。図示されていない制御盤は交流源に出カドランス
７６の１次巻線を接続したり、断ｓ’ｒる主リレースイ
ッチと電磁チャックの作動モードを手動で制御する回転
スイッチ７６を備えている。

回転スイッチ７６の共通端子７８には整流ブリッヂ４８
から出てくる比較的低い十Ｂボルトの直流をライン７９
を通じて入力されている。回転スイッチ７６は少なくと
も４個の機能端子８０．８２．８４．８５を持ち、電磁
チャック１０の作動モードご切り換え、同時に機能モー
ドを制御し指示ランプ８６．８８．９ｏ１９８の内の一
つを点灯する。

回転スイッチ７６が十Ｂボルトを出力するべく端子８０
において作動している場合には、指示ランプ８６が点灯
し、全出力が磁気増幅器２６の出力端子２２２４から電
磁チャックに供給される。

この様な機能は、ソレノイド７５が励起され、リレース
イッチ７４を開状態にし、結果として磁気増幅器制御巻
線３４の直流制御回路４７を開状態とすることによって
成し遂げられる。この場合、制御者［３４には直流が流
れないので、磁心飽和効果は無く、全出力が磁気増Ｉｌ
ｌ器２６の出力端子２２−２４　Ｍに供給され、出力者
［３０，３！を通じて流れる電流によるリアクタ２８の
自己飽和現象によって上限が定められる。

全出力は又、磁気増幅器ｚ６の制御回路４７が開状態の
時はいつでも全出力が電磁チャックに供給される。従っ
て、低電圧制御回路４７が不調の場合には、被加工品を
保持すべく全出力が電磁チャックに供給されて、全保持
力が被加工品ご保持するべく加わり、チャック表面から
被加工品が突然又は早まって保持釈放されることがない
のである。

回転スイッチ７６を動かして、端子８２を十Ｂボルトの
低電圧を供給する共通端子７８に接続すれば、指示ラン
プ８８が点灯し、電磁チャック１０において被加工品保
持力を可変にすることが出来る〇被加工品保持力可変モ
ードは、回転スイッチ端子８２をライン８４を通じて、
リレースイッチ６４のソレノイド６６を接続することに
よって利用出来る様になる。

ソレノイド６６が励磁されると、通常は閉じているリレ
ースイッチ６４が開き、直流が分圧器５８を通じて磁気
増幅器の制御巻線３４に流れる様になる。

分圧器５８のスライダの位置全調整することによって、
工作機械作業者は、磁気増幅器２６０制御巻線３４を流
れる電流を最大値から最小値まで自由に変えられる。制
御者ａ１３４を通じて最大値の電流が流れる場合には、
磁気増幅器２６の可飽和リアクタ２８は最大限に飽和さ
れ、極めて少ない電流が磁気増幅器の出力端子２２．２
４の間に流れる様になる。

磁気増幅器の出力電圧・電流の増減は制御巻線３４を流
れる電流の増減とは逆傾向になるように構成されており
、分圧器５８の抵抗値を最大とした場合には、磁気増幅
器、制御者４１！３４には電流が流れずに、最大出力が
ｔ磁チャック１０の巻＄１２に与えられるべく、磁気増
幅器出力端子２２．２４に供給される。

回転スイッチ７６コ動かして、回転スイッチ端子８４を
十Ｂボルト共通端子７８に接続すれば、指示灯９０が点
灯し、被加工品が電磁チャック１０に残留磁気により吸
着していることが指示される。

磁気増幅器２６０制御回路４７におけるシリーズ・リレ
ースイッチ６０は通常は閉じており、制御回路における
分圧器５８の分岐リレースイッチ６４も又、通常開じて
いるので、最大制御直流電流が磁気増幅器の制御者１ｓ
３４を流れ、結果として磁気増幅器２６の出力端子２２
．２４に電力が供給されない状態が生じる。電磁チャッ
クｌＯによって保持される被加工品は結果的に被加工品
の残留磁化と、電磁チャックｌＯの磁心の残留磁化によ
って生じる残留磁気力によってのみ保持される。

もしも、残留磁気力がそれ程強くなく電磁チャックｌＯ
の表面に被加工品を保持するのに効果がない場合には被
加工品は手で取り除くことが出来る。

自動減磁モードで磁気チャックＬｏｐ作動させるために
、工作機械作業者が十Ｂポ／ｋ）端子７８と回転スイッ
チの端子８５１”接続するように回転スイッチ７６を作
動させる。十Ｂボルトが、釈放指示灯９８を通じて、ラ
イン１００を経て、通常は開いているリレースイッチ７
０のソレノイド７２に印加されることにより、リレース
イッチフ０が閉じ、磁気増幅器制御巻線３４の直流制御
回路４７に自動減磁回路６８が組み込まれる。

ライン１０は、通常は閉じているリレースイッチ６０の
ソレノイド６２に結線されているので、ソレノイド６２
は同時に励起されて、分圧器５８を含む回路分岐電磁気
増幅器制御回路４７から分離すべく、リレースイッチ６
０を開状態とＴることになる。同時にライン１００は自
動減磁回路６８の出力１０２に・＋Ｂボルトを印加する
ことになり、自動減磁動作が開始されることになる。

被加工品の自動減磁回路６８は自動的に磁気増幅器２６
の可飽和リアクタ２８の制御者１１１３４を流れる電流
をＯから最大値まで、第３図理想曲線人で示される特別
のステップで増加させることにより、可飽和リアクタ２
８の出力者Ｉ！ｉ！３０と３２に流れる電流を理想曲Ｉ
ｓＢで示されるように段階的に減少させる。

同時に電磁チャックｌＯの巻＠１２には第４図曲線０で
示される様に時間的に徐々に減少する振幅の交番直流パ
ルスが供給されるように反転スイッチ１８のソレノイド
２０コ作動させることにより被加工品自動減磁回路６８
がライン１０６を通じて出力端子１０４に制御回路を流
れる電流の段階的変化の２倍の振動＠ビ有するパルス電
流を供給するようになす。

被加工品自動減磁回路は、他の種々の変形例が考えられ
る。この場合、反転リレースイッチ１８の制御ソレノイ
ド２０を作動させながら有限の時間、例えば数分の１秒
ないし２秒又は３秒で増加する直流電流電磁気増幅器２
６の可飽和リアクタ２８の制御者ｌ５３４に供給するか
又は、直流電流値をＯから磁気増幅器２８の磁心を飽和
させるに必要な最大値まで段階的に又は、徐々に増加さ
せることになる。

被加工品自動減磁回路６８は、制御回路４７から曲線す
る作用をなす複数個のリレー、複数個の電圧降下用抵抗
、又は電流限定用抵抗のような電磁素子から専ら構成さ
れることができるし、又は適当な論理工０と電子部品か
ら構成することも出来る。

被加工品減磁回路の一例は第２図に示されている。

第２ＦｇＪにおいては、４個の抵抗１１０．１１２．１
１４．１１６がトランジスタ１１８から成るスイッチと
直列に磁気増幅器に結線される。トランジスタ１２０の
エミッタ・コレクタ回路は抵抗１１０に対しての分岐路
を形成し得るし、トランジス処２２のエミッタ・コレク
タ回路は、抵抗１１０及び１１２に対しての分岐路な形
成し、トランジスタ１２４のエミッタ・コレクタ回路は
抵抗１１０．１１２及び１１４の分岐路を形成し、第４
番目のトランジスタ１２６は、抵抗１１０〜１１６に対
しての分岐路を形成しえる。すべてのトランジスタは通
常非導通状態とされる。多重信号発生装置１２８はトラ
ンジスタ１１８−１２６の各々のベースに接続される多
数の出力端子ご有する。例えば、ラインエ００を通じて
十Ｂボルトが多重信号発生装置１２．８の入力端子１０
２に印加された時には、多重信号発生装置の各出力端子
の電圧が各々変化することになる。トランジスタ１１８
のベースに印加される電圧レベルがトランジスタ１１８
の導通状態を決め、連結された抵抗１１０〜１１６の電
流を制限することになり、これは第３図の電流−１ＩＡ
Ａの第一段に相当する。

多重信号発生装ｇ１１２８の出力電圧レベルがトランジ
スタ１２０のベースに接続された場合には、トランジス
タ１２０は導通状態となり、抵抗１１０に対して分岐路
を設けることになり、結果として一連の抵抗１１２．１
１４．１１６を流れる電流が増加する。これは、第３図
レベル変化は、トランジスタ１２２．１２４．１．ｉ！
６を導通状態とし、抵抗１１０．１１２に対して、又、
抵抗１１０、ｌ戎、１ｕ又は全抵抗１１０〜１１６に対
しての分岐路形成ななし段階的に磁気増幅器制御回路４
７を流れる電流を増ｊ 加させ、最大電流を流すように貸る。結果的に、制御回
路４７を流れる電流は、カット・オフ状態の最小値から
全抵抗１１０〜１１６が分岐された場合の最大値まで段
階的に増加する。

非導通状態から導通状態へトランジスタ１２０−’Ｌ２
６を時間的に同期して作動させた場合には、多重信号発
生装置１２すもう一つの出力端子に、トランジスタのバ
イアスの２倍の周波数の信号が出力される。

その信号は、増幅器１３０で増幅された後、出力端子１
０４とライン１０６を経て、電磁チャック１００入力部
分に配置される反転リレースイッチ１８に対する駆動ソ
レノイド２０に印加される。このようにして、電磁チャ
ック１００巻＠１２に流れる電流は徐々に減少すると共
に反転させられて、振幅が減衰する交番パレス電流（理
想的には第４図曲ｌｓＯの様になる）となり、被加工品
と電磁チャック磁心を徐々に減磁することとなる。

多重信号発生装置１２Ｂの作動を時間的に変化させるこ
とは、電磁チャック制御盤の内に配貨され、作業者に近
い所に置いである分圧器１３２により行なえる。分圧器
１３２により電圧を変化させることにより磁気増幅器制
御回路４７における電圧増加の早さをすすめることも遅
らＴこともできる。

多重信号発生装置以外のデジタル回路、例えばマルチバ
イブレータ、７リツプ７０ツブ回路が段階的に減圧抵抗
シリーズの分岐のための半導体スイッチと共に使用され
ることも出来るし、又、第１図に示されたリレースイッ
チを部分的に、又は全部半導体スイッチに代えることも
当業者には容易に思いつくことであり、本発明の範囲内
の技術である。補助的な手動減磁モードを利用して、駆
動ソレノイド２０を＋Ｂボルト電源に直結して、手動で
制御回路４７を流れる電源を増加させながら、電磁チャ
ック巻＠１２に流れる電流を時間経過に従って手動で反
転させることにすることも可能である。その様な手動減
磁モードは自動減磁回路６８が不縞の場合には便利なも
のとなるかもしれない。

本発明の範囲内で、上述の実際例の穆々な変形が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、［磁チャック用電源制御装竺の電気回路略図
であり、？４２図はＭ１図に示した！気り路の一部分の
略図、第３　’ｅ２Ｊ％第４図は第２図に示した回路の
作動を例示する波形図である。 ２８：可飽和リアクタ、３８：出カドランス、６８：自
動減磁回路、７６：回転スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の出力巻線と制御巻線を有する可飽和リアクタ
   を含む磁気増幅器、前記出力巻線により供給される電流
   を整流する手段、電磁チャックに前記整流された電流を
   供給する手段、前記可飽和リアクタを制御電流値に応じ
   た飽和状態にするために前記制御巻線に直流電流を供給
   する手段、及び電磁チャックを流れる電流を制御し、い
   つでも電流方向を逆向きに出来る手段とからなり、前記
   電磁チャックに流れる電流は、制御巻線を流れる電流と
   は、増減が逆になることを特徴とする電磁チャック用電
   源制御装置。 ２、更に、制御巻線を流れる直流電流値を変えることが
   出来る手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電磁チャック用電源制御装置。 ３、出力巻線の出力端子間に最大出力を供給する場合に
   は、制御巻線を流れる電流を分岐する手段を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁チャック用
   電源制御装置。 ４、出力巻線の出力端子間に電流が流れない様に可飽和
   リアクタを最大限に飽和させるために制御巻線に最大制
   御電流を流すための手段を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の電磁チャック用電源制御装置。 ５、電磁チャックに配置された被加工品を減磁するため
   に最大値から０まで時間的に減衰する交番電流を電磁チ
   ャックに供給する手段を含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電磁チャック用電源制御装置。