特開 2022-55098 吊上電磁石用制御装置及びそれを備えた吊上電磁石装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022055098

(43)【公開日】2022-04-07

(54)【発明の名称】吊上電磁石用制御装置及びそれを備えた吊上電磁石装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 1/08 20060101AFI20220331BHJP

   B66C 1/06 20060101ALI20220331BHJP

【ＦＩ】

B66C1/08 C

B66C1/06 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020162479

(22)【出願日】2020-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(72)【発明者】

【氏名】田村 佳嗣

(72)【発明者】

【氏名】浅田 尭志

【テーマコード（参考）】

3F004

【Ｆターム（参考）】

3F004HA07

3F004HB02

3F004JA10

(57)【要約】

【課題】運転員の技量に影響を受けることなく、吊上電磁石によって吊り上げられた鋼板の落下を精度良く検出可能な吊上電磁石用制御装置を提供する。
【解決手段】吊上電磁石用制御装置１は、電磁力によって鋼板を吊り上げる吊上電磁石２を駆動させる電気回路４を制御する。吊上電磁石用制御装置１は、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、吊上電磁石２に流れる励磁電流を低下させるように電気回路４に流れる電流を制御する電流制御部１０と、電流制御部１０によって電気回路４に流れる電流を制御している際に、吊上電磁石２に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出部２０と、励磁電流検出部２０によって検出された前記励磁電流に基づいて、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板の落下を検出する鋼板落下検出部３０と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁力によって鋼板を吊り上げる吊上電磁石を駆動させる電気回路を制御する吊上電磁石用制御装置であって、
前記吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を低下させるように前記電気回路に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記電流制御部によって前記電気回路に流れる電流を制御している際に、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出部と、
前記励磁電流検出部によって検出された前記励磁電流に基づいて、前記吊上電磁石によって吊り上げられている前記鋼板の落下を検出する鋼板落下検出部と、
を有する、
吊上電磁石用制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の吊上電磁石用制御装置において、
前記鋼板落下検出部は、前記励磁電流の単位時間あたりの変化量の極性が変化したとき、または、前記励磁電流のピーク値を検出したときに、前記吊上電磁石によって吊り上げられている前記鋼板の落下を検出する、
吊上電磁石用制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の吊上電磁石用制御装置において、
前記電流制御部は、前記吊上電磁石によって吊り上げられている前記鋼板を落下させる際に、前記電気回路に、前記吊上電磁石の励磁電流を低下させるような放電回路を形成する、
吊上電磁石用制御装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載の吊上電磁石用制御装置において、
前記電流制御部は、前記吊上電磁石によって吊り上げられている前記鋼板を落下させる際に、前記吊上電磁石の励磁電流を低下させるように、前記電気回路に供給する電流を調整する、
吊上電磁石用制御装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一つに記載の吊上電磁石用制御装置において、
前記励磁電流検出部は、電源に対して前記電気回路を介して電気的に並列に接続された複数の吊上電磁石のうち一つの吊上電磁石に流れる励磁電流を検出し、
前記鋼板落下検出部は、前記励磁電流検出部によって検出された前記励磁電流に基づいて、前記一つの吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板の落下を検出する、
吊上電磁石用制御装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一つに記載の吊上電磁石用制御装置と、
前記吊上電磁石と、
前記電気回路と、
を備える、
吊上電磁石装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁力によって鋼板を吊り上げる吊上電磁石を駆動させる電気回路を制御する吊上電磁石用制御装置及びそれを備えた吊上電磁石装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電磁力によって鋼板を吊り上げる吊上電磁石を駆動させる電気回路を制御する吊上電磁石用制御装置が知られている。このような吊上電磁石用制御装置として、例えば特許文献１には、吊上電磁石及び該吊上電磁石によって吊り上げられた鋼板に形成される磁気回路中の磁束を検出する磁束検出器の検出出力を用いて、前記鋼板の吸着、離脱を検出する吊上電磁石の鋼板吸着離脱検出装置が知られている。

【0003】

前記鋼板吸着離脱検出装置は、前記磁束検出器の検出出力を微分して得られるパルス信号をその極性別に計数することにより、前記鋼板の吸着数または離脱数を判別する、吸着離脱判別回路を備えている。

【0004】

これにより、従来、吸着枚数の選択制御または各吊上電磁石間の吊不全修正制御等を運転員の勘に頼っていたのに比べ、容易かつ正確な制御を行うことが可能となり、安全性および作業能率の向上が望める。また、鋼板の吸着、離脱を、運転員が目視により確認することなく自動的に検出できるため、吸着している鋼板の枚数の変化状態を確認することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特公昭５９－２４７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、吊上電磁石に吸着されている鋼板が落下する場合、該鋼板が前記吊上電磁石に対して剥離し始めた時点で、前記吊上電磁石によって形成される磁気回路の磁束が変化する。そのため、前記磁気回路における磁束の変化は、前記鋼板の落下よりも前のタイミングで生じる。また、前記鋼板が前記吊上電磁石に対して剥離する際に生じる前記磁束の変化は緩やかであり、前記磁束の変化を精度良く検出することは難しい。そのため、前記特許文献１の鋼板吸着離脱検出装置では、吊上電磁石に対する鋼板の落下を、前記鋼板が落下するタイミングで精度良く検出することが難しい。

【0007】

ここで、吊上電磁石が複数枚の鋼板を吊り上げていて、前記吊上電磁石に対して最下層の鋼板のみを落下させる場合、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を低下させて前記最下層の鋼板を落下させた後に、前記吊上電磁石に所定の励磁電流を流して磁束を生じさせることにより、他の鋼板を前記吊上電磁石に再度吸着させる必要がある。そのため、前記吊上電磁石から鋼板が落下するタイミングを予測して、前記吊上電磁石に励磁電流を流す必要があり、吊上電磁石装置を操作する運転員の技量が必要であった。

【0008】

これに対し、運転員の技量に影響を受けることなく、吊上電磁石が吊り上げている鋼板の枚数を精度良くコントロールできるように、鋼板の落下を精度良く検出可能な装置が望まれている。

【0009】

本発明の目的は、運転員の技量に影響を受けることなく、吊上電磁石によって吊り上げられた鋼板の落下を精度良く検出可能な吊上電磁石用制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施形態に係る吊上電磁石用制御装置は、電磁力によって鋼板を吊り上げる吊上電磁石を駆動させる電気回路を制御する吊上電磁石用制御装置である。この吊上電磁石用制御装置は、前記吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を低下させるように前記電気回路に流れる電流を制御する電流制御部と、前記電流制御部によって前記電気回路に流れる電流を制御している際に、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出部と、前記励磁電流検出部によって検出された前記励磁電流に基づいて、前記吊上電磁石によって吊り上げられている前記鋼板の落下を検出する鋼板落下検出部と、を有する（第１の構成）。

【0011】

吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際には、電流制御部によって、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を低下させる。前記鋼板が前記吊上電磁石に対して落下するときには、磁束の変化に伴って誘導電流が前記吊上電磁石に流れるため、前記吊上電磁石に流れる励磁電流が一時的に増加する。このような励磁電流の変化は、前記鋼板の落下時に生じるとともに、前記鋼板の落下によって生じる磁束の変化に比べて大きい。

【0012】

よって、上述のような励磁電流の変化を励磁電流検出部によって検出し、該検出された励磁電流に基づいて、鋼板落下検出部が鋼板の落下を検出することにより、前記吊上電磁石に対する前記鋼板の落下を精度良く検出することができる。

【0013】

しかも、前記吊上電磁石に流れる励磁電流の変化を検出することにより、前記吊上電磁石に対する前記鋼板の落下を検出できるため、吊上電磁石装置を操作する運転員の技量に影響を受けることなく、前記鋼板の落下を検出することができる。

【0014】

したがって、上述の構成により、運転員の技量に影響を受けることなく、吊上電磁石によって吊り上げられた鋼板の落下を精度良く検出することができる。

【0015】

前記第１の構成において、前記鋼板落下検出部は、前記励磁電流の単位時間あたりの変化量の極性が変化したとき、または、前記励磁電流のピーク値を検出したときに、前記吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板の落下を検出する（第２の構成）。

【0016】

これにより、前記吊上電磁石に流れる励磁電流の変化を精度良く検出することができる。よって、前記吊上電磁石に対する鋼板の落下を、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を用いて精度良く検出することができる。

【0017】

前記第１または第２の構成において、前記電流制御部は、前記吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、前記電気回路に、前記吊上電磁石の励磁電流を低下させるような放電回路を形成する（第３の構成）。

【0018】

これにより、前記吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、前記吊上電磁石の励磁電流を放電回路によって低下させることができる。よって、前記吊上電磁石の励磁電流を低下させる構成を、簡単な構成によって実現できる。

【0019】

前記第１または第２の構成において、前記電流制御部は、前記吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、前記吊上電磁石の励磁電流を低下させるように、前記電気回路に供給する電流を調整する（第４の構成）。

【0020】

これにより、前記吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、電気回路に供給する電流を調整することによって、前記吊上電磁石の励磁電流を容易に低下させることができる。

【0021】

前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記励磁電流検出部は、電源に対して前記電気回路を介して電気的に並列に接続された複数の吊上電磁石のうち一つの吊上電磁石に流れる励磁電流を検出する。前記鋼板落下検出部は、前記励磁電流検出部によって検出された前記励磁電流に基づいて、前記一つの吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板の落下を検出する（第５の構成）。

【0022】

このように電源に対して複数の吊上電磁石が電気的に並列に接続されている場合、前記複数の吊上電磁石における温度のばらつきなどにより、前記複数の吊上電磁石の電気抵抗にばらつきが生じて、前記複数の吊上電磁石に流れる励磁電流にばらつきが生じる。そうすると、前記複数の吊上電磁石によって生じる磁束も吊上電磁石毎に変わるため、前記複数の吊上電磁石による鋼板の吸着力にもばらつきが生じる。

【0023】

このような場合において、上述の構成では、前記複数の吊上電磁石のうち一つの吊上電磁石に流れる励磁電流を検出し、該検出した励磁電流に基づいて、前記一つの吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板の落下を検出する。これにより、前記複数の吊上電磁石において、各吊上電磁石の電気抵抗のばらつきに応じて、鋼板の落下を精度良く検出することができる。

【0024】

本発明の一実施形態に係る吊上電磁石装置は、上述の第１から第５の構成のうちいずれか一つの構成を有する吊上電磁石用制御装置と、前記吊上電磁石と、前記電気回路と、を備える（第６の構成）。

【0025】

これにより、吊上電磁石に対する鋼板の落下を精度良く検出可能な吊上電磁石装置が得られる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一実施形態に係る吊上電磁石用制御装置は、吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板を落下させる際に、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を低下させるように電気回路に流れる電流を制御する電流制御部と、前記電流制御部によって前記電気回路に流れる電流を制御している際に、前記吊上電磁石に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出部と、前記励磁電流検出部によって検出された前記励磁電流に基づいて、前記吊上電磁石によって吊り上げられている前記鋼板の落下を検出する鋼板落下検出部と、を有する。

【0027】

これにより、前記吊上電磁石に対して前記鋼板が落下する際に生じる励磁電流の変化を、前記励磁電流検出部によって検出し、該励磁電流検出部によって検出された励磁電流に基づいて、前記鋼板落下検出部が前記鋼板の落下を検出することができる。したがって、運転員の技量に影響を受けることなく、前記吊上電磁石に対する前記鋼板の落下を精度良く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、本発明の実施形態１に係る吊上電磁石用制御装置を備えた吊上電磁石装置の概略構成を示す制御回路図である。

【図2】図２は、吊上電磁石に吸引されている鋼板が落下した際に、前記吊上電磁石に流れる励磁電流の変化及び磁束の変化を示す図である。

【図3】図３は、鋼板が吊上電磁石から落下する際の励磁電流及び磁束の変化と、前記鋼板の挙動との関係を示す図である。

【図4】図４は、吊上電磁石用制御装置の鋼板落下の検出動作を示すフローチャートである。

【図5】図５は、実施形態２に係る吊上電磁石用制御装置を備えた吊上電磁石装置の概略構成を示す制御回路図である。

【図6】図６は、実施形態３に係る吊上電磁石用制御装置を備えた吊上電磁石装置の概略構成を示す制御回路図である。

【図7】図７は、実施形態３の変形例に係る吊上電磁石用制御装置が電源から吊上電磁石に電力を供給している際の電流の流れを示す制御回路図である。

【図8】図８は、実施形態３の変形例に係る吊上電磁石用制御装置が吊上電磁石の放電を行っている際の電流の流れを示す制御回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

【0030】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る吊上電磁石用制御装置１を備えた吊上電磁石装置Ｘ１の概略構成を示す制御回路図である。この吊上電磁石装置Ｘ１は、吊上電磁石２によって生じる磁束により、吊上電磁石２に鋼板Ｍ等（図４参照）を吸引するための装置である。

【0031】

図１に示すように、吊上電磁石装置Ｘでは、吊上電磁石用制御装置１によって電気回路４の駆動を制御することにより、電源３から吊上電磁石２に電力が供給される。吊上電磁石装置Ｘ１では、吊上電磁石２に供給する電力を制御することにより、吊上電磁石２に生じる磁束が制御される。よって、吊上電磁石用制御装置１によって電気回路４の駆動を制御することにより、吊上電磁石２の磁気吸引力が制御される。

【0032】

本実施形態の吊上電磁石装置Ｘ１は、吊上電磁石２と、吊上電磁石２に対する電力供給を制御する電気回路４と、電気回路４の駆動を制御する吊上電磁石用制御装置１とを有する。

【0033】

電気回路４は、電源３と吊上電磁石２とを電気的に接続する。電気回路４は、一対の開閉器４１，４２と、放電回路４３と、電流検出器４４とを有する。電源３は、所定の電圧の直流電力を出力する。

【0034】

一対の開閉器４１，４２は、それぞれ、例えば電磁開閉器または電磁接触器である。一対の開閉器４１，４２のうち一方の開閉器４１は、電源３の正極側の電源ラインＰと吊上電磁石２とを電気的に接続または切断し、他方の開閉器４２は、電源３の負極側の電源ラインＮと吊上電磁石２とを電気的に接続または切断する。一対の開閉器４１，４２は、吊上電磁石用制御装置１から出力される駆動信号に応じて同時に開閉動作を行う。

【0035】

一対の開閉器４１，４２が閉じた状態では、電源３から電気回路４を介して吊上電磁石２に直流電力が供給される。一対の開閉器４１，４２が開いた状態では、電源３から吊上電磁石２に直流電力は供給されない。よって、一対の開閉器４１，４２は、電源３から吊上電磁石２への直流電力の供給を制御する。

【0036】

放電回路４３は、一対の開閉器４１，４２と吊上電磁石２との間で電源ラインＰ，Ｎ同士を電気的に接続するように設けられている。放電回路４３は、電源３及び吊上電磁石２に対して電気的に並列に接続されている。

【0037】

放電回路４３は、放電回路用開閉器４５と、抵抗器４６とを有する。放電回路４３は、一対の開閉器４１，４２が開状態で且つ放電回路用開閉器４５が閉状態のときに、吊上電磁石２と閉回路を構成し、抵抗器４６によって、吊上電磁石２に貯えられた電力を消費する。すなわち、放電回路４３は、吊上電磁石２の放電を行う。

【0038】

放電回路用開閉器４５は、例えば電磁開閉器または電磁接触器である。放電回路用開閉器４５は、吊上電磁石用制御装置１によって、開閉状態を制御される。放電回路用開閉器４５は、一対の開閉器４１，４２が開状態で且つ吊上電磁石２の放電を行うときに、閉状態である。

【0039】

抵抗器４６は、吊上電磁石２の抵抗値の１０倍以内の抵抗値を有する。これにより、吊上電磁石２に流れる励磁電流を、すぐに低下させるのではなく、比較的ゆっくりと低下させることができる。よって、吊上電磁石２によって複数枚の鋼板を吸引している場合に、吊上電磁石２に流れる励磁電流が急激に低下して前記複数枚の鋼板が一度に落下するのを防止できる。

【0040】

電流検出器４４は、吊上電磁石２に流れる電流を検出する。具体的には、電流検出器４４は、吊上電磁石２に吸引されている鋼板が吊上電磁石２から落下した際に、吊上電磁石２に生じる電磁誘導に起因した電流変化を検出する。電流検出器４４の出力は、吊上電磁石用制御装置１に入力される。

【0041】

なお、電流検出器４４の出力は、吊上電磁石２に対する電源３からの電力供給を制御する際に用いられてもよい。

【0042】

吊上電磁石用制御装置１は、電気回路４の駆動を制御することにより、吊上電磁石２の駆動を制御する。吊上電磁石用制御装置１は、電気回路４における一対の開閉器４１，４２、放電回路用開閉器４５の駆動をそれぞれ制御する。

【0043】

具体的には、吊上電磁石用制御装置１は、一対の開閉器４１，４２の駆動を制御することにより、電源３から吊上電磁石２への電力供給を制御する。また、吊上電磁石用制御装置１は、放電回路用開閉器４５の駆動を制御することにより、吊上電磁石２の放電を制御する。さらに、吊上電磁石用制御装置１は、放電回路４３による吊上電磁石２の放電中に電流検出器４４によって検出された吊上電磁石２の励磁電流に基づいて、吊上電磁石２によって吸引されている鋼板の落下を検出する。

【0044】

詳しくは、吊上電磁石用制御装置１は、電流制御部１０と、励磁電流検出部２０と、鋼板落下検出部３０とを有する。

【0045】

電流制御部１０は、一対の開閉器４１，４２及び放電回路用開閉器４５の駆動を制御する。電流制御部１０は、一対の開閉器４１，４２及び放電回路用開閉器４５に対して、駆動信号を生成して出力する。電流制御部１０は、一対の開閉器４１，４２の開閉を制御することにより、電源３から吊上電磁石２への電力供給を制御する。電流制御部１０は、一対の開閉器４１，４２が開状態のときに、放電回路用開閉器４５を閉状態にすることにより、放電回路４３によって吊上電磁石２の放電を行う。すなわち、電流制御部１０は、放電回路４３によって、吊上電磁石２に流れる励磁電流を低下させるように電気回路４に流れる電流を制御する。

【0046】

励磁電流検出部２０は、電流制御部１０によって吊上電磁石２に流れる励磁電流を制御している際に、電流検出器４４によって検出された励磁電流の値を取得する。また、励磁電流検出部２０は、電流検出器４４から取得した励磁電流の値を用いて、励磁電流の単位時間当たりの変化量（励磁電流の微分値）を求める。

【0047】

鋼板落下検出部３０は、励磁電流検出部２０が取得した励磁電流の値に基づいて、吊上電磁石２に吸引されている鋼板Ｍの落下を検出する。具体的には、鋼板落下検出部３０は、励磁電流検出部２０によって求められた励磁電流の微分値の極性が正から負に変化した場合に、吊上電磁石２に吸引されている鋼板Ｍが落下していると検出する。なお、鋼板落下検出部３０は、励磁電流の微分値の極性が負から正に変化した場合に、吊上電磁石２に吸引されている鋼板Ｍが落下していると検出してもよい。

【0048】

上述のように鋼板落下検出部３０によって鋼板Ｍが吊上電磁石２から落下したことが検出された場合には、作業員等に報知するために吊上電磁石用制御装置１の外部に信号が出力されてもよい。吊上電磁石用制御装置１は、前記出力された信号に基づいて、画面表示等を行ってもよい。

【0049】

図２は、吊上電磁石２に吸引されている鋼板Ｍが落下した際に、吊上電磁石２に流れる励磁電流の変化及び磁束の変化を示す図である。なお、図２に示す例では、吊上電磁石２に３枚の鋼板Ｍが吸引されていて、３枚の鋼板Ｍが吊上電磁石２から順に落下したときの励磁電流及び磁束の変化を示している。

【0050】

図２に示すように、鋼板Ｍが吊上電磁石２から落下する際に、吊上電磁石２に流れる励磁電流は一時的に増加する。鋼板Ｍが吊上電磁石２から落下するタイミング以外では、前記励磁電流が徐々に低下している。

【0051】

一方、吊上電磁石２に生じる磁束は、鋼板Ｍが吊上電磁石２から落下するタイミングよりも前に変化している（図２のＰ１からＰ３参照）。このように、吊上電磁石２に生じる磁束が変化するタイミングは、鋼板Ｍが吊上電磁石２から落下するタイミングとあまり一致していない。しかも、吊上電磁石２に生じる磁束の変化は、わずかであり、吊上電磁石２に流れる励磁電流の変化に比べてもかなり判別しにくい。

【0052】

このように鋼板Ｍの落下を判別しにくい磁束ではなく、吊上電磁石２に流れる励磁電流を、鋼板Ｍの落下の判別に用いることにより、吊上電磁石２からの鋼板Ｍの落下を精度良く検出することができる。

【0053】

図３は、鋼板Ｍが吊上電磁石２から落下する際の励磁電流及び磁束の変化と、鋼板Ｍの挙動との関係を示す図である。電気回路４において一対の開閉器４１，４２が開状態で且つ放電回路用開閉器４５が閉状態のときには、図３に示すように吊上電磁石２に流れる励磁電流が低下して、放電回路４３によって吊上電磁石２に貯えている電力が消費されている回生モードである。また、前記回生モードの後に、吊上電磁石２に流れる励磁電流が増加して、該励磁電流の微分値の極性が正から負に変化するまで（励磁電流のピークまで）の期間が、鋼板Ｍが吊上電磁石２に対して剥離している剥離モードである。鋼板Ｍは、前記剥離モードの後に、吊上電磁石２から落下する。

【0054】

図４は、吊上電磁石用制御装置１の鋼板落下の検出動作を示すフローチャートである。図４に示すフローがスタートする（ＳＴＡＲＴ）と、まずステップＳ１で、吊上電磁石用制御装置１は、落下指令が入力されたかどうかを判定する。ステップＳ１において、落下指令が入力されたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ２に進んで、電流制御部１０が一対の開閉器４１，４２を開状態にするとともに、放電回路用開閉器４５を閉状態にする。

【0055】

一方、ステップＳ１において、落下指令が入力されていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、吊上電磁石用制御装置１に落下指令が入力されるまで、ステップＳ１の判定を繰り返す。

【0056】

続くステップＳ３では、励磁電流検出部２０が、電流検出器４４によって検出された励磁電流の値を取得するとともに、該取得した励磁電流の微分値を算出する。次のステップＳ４では、鋼板落下検出部３０が、算出した励磁電流の微分値の極性が正から負に変化したかどうかを判定する。

【0057】

ステップＳ４において、算出した励磁電流の微分値の極性が正から負に変化したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、続くステップＳ５で、鋼板落下検出部３０は、吊上電磁石２から鋼板Ｍが落下したと判定する。その後、ステップＳ６で、吊上電磁石用制御装置１は、鋼板Ｍが落下したことを出力した後、このフローを終了する（ＥＮＤ）。

【0058】

一方、ステップＳ４において、算出した励磁電流の微分値の極性が正から負に変化していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ３に戻って、励磁電流検出部２０が、電流検出器４４によって検出された励磁電流の値を再度取得するとともに、該取得した励磁電流の微分値を算出する。

【0059】

本実施形態の吊上電磁石用制御装置１は、電磁力によって鋼板Ｍを吊り上げる吊上電磁石２を駆動させる電気回路４を制御する。吊上電磁石用制御装置１は、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍを落下させる際に、吊上電磁石２に流れる励磁電流を低下させるように電気回路４に流れる電流を制御する電流制御部１０と、電流制御部１０によって電気回路４に流れる電流を制御している際に、吊上電磁石２に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出部２０と、励磁電流検出部２０によって検出された前記励磁電流に基づいて、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍの落下を検出する鋼板落下検出部３０と、を有する。

【0060】

吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍを落下させる際には、電流制御部１０によって、吊上電磁石２に流れる励磁電流を低下させる。鋼板Ｍが吊上電磁石２に対して落下するときには、磁束の変化に伴って誘導電流が吊上電磁石２に流れるため、吊上電磁石２に流れる励磁電流が一時的に増加する。このような励磁電流の変化は、鋼板Ｍの落下時に生じるとともに、鋼板Ｍの落下によって生じる磁束の変化に比べて大きい。

【0061】

よって、上述のような励磁電流の変化を励磁電流検出部２０によって検出し、該検出された励磁電流に基づいて、鋼板落下検出部３０が鋼板の落下を検出することにより、吊上電磁石２に対する鋼板Ｍの落下を精度良く検出することができる。

【0062】

しかも、吊上電磁石２に流れる励磁電流の変化を検出することにより、吊上電磁石２に対する鋼板Ｍの落下を検出できるため、吊上電磁石装置Ｘ１を操作する運転員の技量に影響を受けることなく、鋼板Ｍの落下を検出することができる。

【0063】

したがって、上述の構成により、運転員の技量に影響を受けることなく、吊上電磁石２によって吊り上げられた鋼板Ｍの落下を精度良く検出することができる。

【0064】

本実施形態では、鋼板落下検出部３０は、励磁電流の単位時間あたりの変化量（励磁電流の微分値）の極性が変化したときに、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍの落下を検出する。

【0065】

このように吊上電磁石２に流れる励磁電流の微分値の極性の変化を検出することにより、前記励磁電流の変化を精度良く検出することができる。よって、吊上電磁石２に対する鋼板Ｍの落下を、吊上電磁石２に流れる励磁電流を用いて精度良く検出することができる。

【0066】

また、本実施形態では、電流制御部１０は、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍを落下させる際に、電気回路４に、吊上電磁石２の励磁電流を低下させるような放電回路４３を形成する。

【0067】

これにより、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍを落下させる際に、吊上電磁石２の励磁電流を放電回路４３によって低下させることができる。よって、吊上電磁石２の励磁電流を低下させる構成を、簡単な構成によって実現できる。

【0068】

（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る吊上電磁石用制御装置１００を備えた吊上電磁石装置Ｘ２の概略構成を示す制御回路図である。この実施形態の構成は、吊上電磁石装置Ｘ２が複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃを有する点で、実施形態１の構成と異なる。以下では、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

【0069】

図５に示すように、吊上電磁石装置Ｘ２は、電気的に並列に接続された複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃと、複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃによって電源３から電力を供給される複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃとを有する。

【0070】

複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃの構成は、実施形態１の電気回路４の構成と同様である。また、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃの構成も、実施形態１の吊上電磁石２の構成と同様である。よって、複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃ及び複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃの詳しい構成については説明を省略する。

【0071】

吊上電磁石用制御装置１００は、複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃの駆動を制御することにより、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃの駆動を制御する。吊上電磁石用制御装置１００は、複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃのうち少なくとも一つに対して選択的に駆動制御を行うことができるように構成されている。

【0072】

具体的には、吊上電磁石用制御装置１００は、吊上電磁石選択部１１０を有する。吊上電磁石選択部１１０は、吊上電磁石用制御装置１００に入力される信号に応じて、複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃのうち少なくとも一つを選択し、該選択された電気回路に対してのみ電流制御部１０からの信号出力を許可する。これにより、吊上電磁石用制御装置１００は、複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃのうち選択された電気回路の駆動を制御して、該電気回路によって駆動される吊上電磁石の駆動を制御することができる。

【0073】

なお、吊上電磁石用制御装置１００による複数の電気回路４ａ，４ｂ，４ｃの駆動制御は、実施形態１における吊上電磁石用制御装置１による電気回路４の駆動制御と同様である。よって、吊上電磁石用制御装置１００についての詳しい説明を省略する。

【0074】

本実施形態の構成により、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃに対してそれぞれ電源を接続する必要がないため、コンパクトで且つ低コストな吊上電磁石装置Ｘ２を得ることができる。

【0075】

しかも、上述のように、吊上電磁石装置Ｘ２が複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃを有する場合、各吊上電磁石の使用頻度や環境などによって、吊上電磁石の温度がそれぞれ異なる場合がある。このような場合には、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃの電気抵抗が異なるため、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃに対して同じ電圧を印加しても、吊上電磁石ごとに流れる電流が異なる。そうすると、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃに発生する磁束もばらつきが生じる。よって、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃが吸引する鋼板Ｍの枚数にもばらつきが生じる。

【0076】

これに対し、吊上電磁石用制御装置１００が、吊上電磁石選択部１１０を有するとともに実施形態１の吊上電磁石用制御装置１のような構成を有することにより、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃのうち一つの吊上電磁石から鋼板Ｍを落下させることができるとともに、その鋼板Ｍの落下を精度良く検出することができる。

【0077】

具体的には、本実施形態では、励磁電流検出部２０は、電源３に対して電気回路４ａ，４ｂ，４ｃを介して電気的に並列に接続された複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃのうち一つの吊上電磁石に流れる励磁電流を検出する。鋼板落下検出部３０は、励磁電流検出部２０によって検出された前記励磁電流に基づいて、前記一つの吊上電磁石によって吊り上げられている鋼板Ｍの落下を検出する。

【0078】

これにより、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃにおいて、各吊上電磁石の電気抵抗のばらつきに応じて、鋼板Ｍの落下を精度良く検出することができる。したがって、複数の吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃによって吸引される鋼板Ｍの枚数を精度良く調整することが可能になる。

【0079】

なお、吊上電磁石用制御装置１００は、２つ以上の電気回路の駆動を制御して、２つ以上の吊上電磁石に流れる励磁電流に基づいてそれらの吊上電磁石からの鋼板Ｍの落下を検出するように構成されていてもよい。

【0080】

（実施形態３）
図６は、実施形態３に係る吊上電磁石用制御装置２００を備えた吊上電磁石装置Ｘ３の概略構成を示す制御回路図である。この実施形態の構成は、放電回路の代わりに、電源２３０によって吊上電磁石２に流れる励磁電流を制御する点で、実施形態１の構成と異なる。以下では、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

【0081】

図６に示すように、吊上電磁石装置Ｘ３は、吊上電磁石２と、電気回路２４０と、吊上電磁石用制御装置２００とを備えている。電気回路２４０は、放電回路を有していない点以外、実施形態１の電気回路４と同じである。よって、電気回路２４０についての詳しい説明を省略する。

【0082】

吊上電磁石用制御装置２００は、電流制御部２１０と、励磁電流検出部２０と、鋼板落下検出部３０とを有する。

【0083】

電流制御部２１０は、後述する電源２３０の正励磁用サイリスタ回路２３３及び逆励磁用サイリスタ回路２３４をそれぞれ構成するサイリスタＴの駆動を制御することにより、吊上電磁石２に流れる電流を制御する。

【0084】

詳しくは、電流制御部２１０は、正励磁用サイリスタ回路２３３を構成するサイリスタＴの駆動を制御することにより、吊上電磁石２に励磁電流を流して磁束を生じさせる。一方、電流制御部２１０は、逆励磁用サイリスタ回路２３４を構成するサイリスタＴの駆動を制御することにより、吊上電磁石２に流れる励磁電流を低減させる。このように、電流制御部２１０は、逆励磁用サイリスタ回路２３４を構成するサイリスタＴの駆動を制御することにより、吊上電磁石２の放電も制御することができる。

【0085】

電源２３０は、交流電源２３１と、遮断器２３２と、正励磁用サイリスタ回路２３３と、逆励磁用サイリスタ回路２３４とを有する。正励磁用サイリスタ回路２３３は、電気的に直列に接続された一対のサイリスタＴを３対有する。正励磁用サイリスタ回路２３３は、３対のサイリスタＴが電気的に並列に接続されているとともに、各対のサイリスタＴの中点が交流電源２３１に電気的に接続された回路である。逆励磁用サイリスタ回路２３４は、電気的に直列に接続された一対のサイリスタＴを２対有する。逆励磁用サイリスタ回路２３４は、２対のサイリスタＴが電気的に並列に接続されているとともに、各対のサイリスタＴの中点が交流電源２３１及び正励磁用サイリスタ回路２３３の２対のサイリスタＴの各中点に電気的に接続された回路である。

【0086】

正励磁用サイリスタ回路２３３では、電源ラインＰに対してサイリスタＴのカソードが接続されている。逆励磁用サイリスタ回路２３４では、電源ラインＮに対いてサイリスタＴのカソードが接続されている。

【0087】

本実施形態のように、放電回路の代わりに、電源２３０によって吊上電磁石２の励磁電流を低減してもよい。すなわち、本実施形態の電流制御部２１０は、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍを落下させる際に、吊上電磁石２の励磁電流を低下させるように、電気回路２４０に供給する電流を調整する。これにより、吊上電磁石２によって吊り上げられている鋼板Ｍを落下させる際に、電気回路２４０に供給する電流を調整することによって、吊上電磁石２の励磁電流を容易に低下させることができる。しかも、実施形態１のような放電回路が不要になるため、電気回路２４０をコンパクトな構成にすることができる。

【0088】

（実施形態３の変形例）
上述の実施形態では、電源２３０は、正励磁用サイリスタ回路２３３及び逆励磁用サイリスタ回路２３４を有する。しかしながら、電源の構成は、吊上電磁石２の励磁電流を低減可能な構成であれば、他の構成であってもよい。

【0089】

すなわち、図７に示すように、電源３３０は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を用いた回路を有していてもよい。具体的には、電源３３０は、交流電源３３１と、第１スイッチング回路３３２と、第２スイッチング回路３３３とを有する。

【0090】

第１スイッチング回路３３２は、電気的に直列に接続された一対のスイッチング素子ＳＷを３対有する。第１スイッチング回路３３２は、３対のスイッチング素子ＳＷが電気的に並列に接続されているとともに、各対のスイッチング素子ＳＷの中点が交流電源３３１に電気的に接続された回路である。各スイッチング素子ＳＷには、ダイオードが逆並列に接続されている。なお、以下の説明において、各対のスイッチング素子ＳＷにおける中点よりも一方側を上アームといい、各対のスイッチング素子ＳＷにおける中点よりも他方側を下アームという。

【0091】

第２スイッチング回路３３３は、電気的に直列に接続された一対のスイッチング素子ＳＷを３対有する。第２スイッチング回路３３３は、３対のスイッチング素子ＳＷが電気的に並列に接続されているとともに、２対のスイッチング素子ＳＷの中点が吊上電磁石２に電気的に接続された回路である。各スイッチング素子ＳＷには、ダイオードが逆並列に接続されている。なお、以下の説明において、各対のスイッチング素子ＳＷにおける中点よりも一方側を上アームといい、各対のスイッチング素子ＳＷにおける中点よりも他方側を下アームという。

【0092】

第１スイッチング回路３３２及び第２スイッチング回路３３３は、電気的に並列に接続されている。なお、第１スイッチング回路３３２及び第２スイッチング回路３３３に対して、平滑コンデンサ３３４が電気的に並列に接続されている。

【0093】

上述のような構成を有する第１スイッチング回路３３２及び第２スイッチング回路３３３は、吊上電磁石用制御装置３００によって駆動制御される。吊上電磁石用制御装置３００は、電流制御部３１０と、励磁電流検出部２０と、鋼板落下検出部３０とを有する。電流制御部３１０が第１スイッチング回路３３２及び第２スイッチング回路３３３のスイッチング素子ＳＷの駆動を制御することにより、吊上電磁石２に流れる励磁電流を制御する。

【0094】

詳しくは、電流制御部３１０は、以下のように、第１スイッチング回路３３２及び第２スイッチング回路３３３のスイッチング素子ＳＷの駆動を制御する。

【0095】

電流制御部３１０は、交流電源３３１から吊上電磁石２に電力を供給する場合には、第１スイッチング回路３３２を構成する複数のスイッチング素子ＳＷのうち上アーム及び下アームのスイッチング素子ＳＷを一つずつＯＮにするとともに、第２スイッチング回路３３３を構成する複数のスイッチング素子ＳＷのうち上アーム及び下アームのスイッチング素子ＳＷを一つずつＯＮにする。これにより、例えば図７に太線で示すように、交流電源３３１から吊上電磁石２に電流が流れる。

【0096】

電流制御部３１０は、吊上電磁石２の放電を行う場合には、第２スイッチング回路３３３を構成する複数のスイッチング素子ＳＷのうち上アームまたは下アームのいずれかのスイッチング素子ＳＷを一つＯＮにする。これにより、ＯＮになったスイッチング素子ＳＷと、他のスイッチング素子ＳＷに逆並列に接続されたダイオードとに電流が流れて、例えば図８に太線で示すように、吊上電磁石２に対して閉回路を形成する。よって、吊上電磁石２に流れる励磁電流を徐々に減らすことができるため、吊上電磁石２の放電を行うことができる。

【0097】

なお、電流制御部３１０は、実施形態１の電流制御部１０と同様、吊上電磁石用制御装置３００に落下指令が入力された場合に、吊上電磁石２に流れる励磁電流を減らすように、第１スイッチング回路３３２及び第２スイッチング回路３３３のスイッチング素子ＳＷを駆動制御する。これにより、吊上電磁石２から鋼板Ｍを落下させることができる。

【0098】

この変形例のように、スイッチング素子ＳＷを用いた回路によっても、吊上電磁石２に流れる励磁電流を制御して、吊上電磁石２に対する鋼板Ｍの落下を制御することができる。

【0099】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0100】

前記実施形態１では、放電回路４３は、放電回路用開閉器４５と、抵抗器４６とを有する。しかしながら、放電回路は、放電回路用開閉器及び抵抗器の代わりに、ダイオードを有していてもよい。このように放電回路がダイオードを有することにより、電源から吊上電磁石に電力を供給する際に、前記放電回路に電流が流れるのを抑制しつつ、前記吊上電磁石の放電時に、放電回路を形成することができる。なお、放電回路がダイオードを有する場合には、吊上電磁石の抵抗によって、前記吊上電磁石は放電する。

【0101】

前記実施形態１では、吊上電磁石用制御装置１の鋼板落下検出部３０は、吊上電磁石２に流れる励磁電流の単位時間当たりの変化量（励磁電流の微分値）の極性の変化に基づいて、鋼板Ｍの落下を検出する。しかしながら、鋼板落下検出部は、吊上電磁石２に流れる励磁電流のピーク値を検出することにより、鋼板Ｍの落下を検出してもよい。

【0102】

前記実施形態２では、吊上電磁石装置Ｘ２が、３つの吊上電磁石２ａ，２ｂ，２ｃと、３つの電気回路４ａ，４ｂ，４ｃとを有する。しかしながら、吊上電磁石装置は、２つの吊上電磁石と、２つの電気回路とを有していてもよい。また、吊上電磁石装置は、４つ以上の吊上電磁石と、４つ以上の電気回路とを有していてもよい。

【0103】

前記実施形態３では、吊上電磁石２に流れる電流を制御する電源の一例として、サイリスタＴを用いた回路やＩＧＢＴなどのスイッチング素子ＳＷを用いた回路について説明した。しかしながら、前記電源は、吊上電磁石に流れる電流を制御可能な構成であれば、他の構成を有する電源回路であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0104】

本発明は、電磁力によって鋼板を吊り上げる吊上電磁石を有する吊上電磁石装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0105】

Ｘ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４ 吊上電磁石装置
１、１００、２００、３００ 吊上電磁石用制御装置
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 吊上電磁石
３、２３０、３３０ 電源
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、２４０ 電気回路
１０、２１０、３１０ 電流制御部
２０ 励磁電流検出部
３０ 鋼板落下検出部
４１、４２ 開閉器
４３ 放電回路
４４ 電流検出器
４５ 放電回路用開閉器
４６ 抵抗器
１１０ 吊上電磁石選択部
２３１、３３１ 交流電源
２３２ 遮断器
２３３ 正励磁用サイリスタ回路
２３４ 逆励磁用サイリスタ回路
３３２ 第１スイッチング回路
３３３ 第２スイッチング回路
Ｐ 正極側の電源ライン
Ｎ 負極側の電源ライン
Ｔ サイリスタ
ＳＷ スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】