電磁コイル

質問

コイルに電流を流したとき一定の電圧で負荷がかかると磁力が強くなったり弱くなったりするのは普通ですか？
ちなみに長時間使用や発熱等が原因ではありません

回答No.6

mdmp2 · ベストアンサー

NO．５ です。
キャパシタの件は了解しました。
コイルと並列に接続されているものと思われます。
お持ちのマグネットマシーンは、直流で動作し、「電源を加える（フットスイッチを踏むと）とコイルに電流が流れ、が鉄片を引きつけ、鉄片に固定されたニードルが動く、鉄片の動きによりコンタクトポイントが開き、電流が遮断され、鉄片がもとの位置に戻る」を繰り返す・・・ということで良いですか？
キャパシタはコイルと並列に接続されているのでフットスイッチを踏んだ瞬間に充電され、電荷を蓄えます。鉄片が引きつけられコンタクトポイントが開くと、電源からコイルに流れる電流はゼロになりますが、並列に接続されているキャパシタにチャージされた電荷がコイルに流れ続け、しばらくのあいで（と言っても極めて短時間ですが）鉄片を引きつけておきます。
この作用により、鉄片の動きが緩やかになります。
キャパシタの容量が大きいほど、鉄片の動きは遅くなります。
この動作では、コンタクトポイントが閉じるとき、キャパシタを充電するための、大きな電流が流れます。コンタクトポイントに火花が見られますか？火花があるとコンタクトポイントが溶けてザラザラになります。tabby のページでも言及していますが、このマシンを安定して使用するにはコンタクトポイントをいつもツルツルにしておくのがポイントのようです。
ただし、今回の問題の原因はコンタクトポイントのメンテの問題ではないと思います。

今回の補足にありました、交流のマシンは、EI コア形状をした電磁石のようですが、「E」 からスプリングで少し浮かして「I」 を配置し、コイルに交流電圧を加えると、I の部分がE に引きつけられますが、その力の大きさは交流電圧のうねりににしたがって、大きくなったり小さくなったりしますので、交流電圧の周波数が60Hz としますと、１秒間に120回動きます。原理的にも構造も極めてシンプルなので、「メカニズムが錆びついて動きがスムーズでない」というような問題がなければ、マシンの動きは電源電圧、電圧波形、周波数により決まります。その交流マシンの動きが安定しないとなりますと、どうしても電源を疑いたくなります。

マグネットマシーンを電池で動かす実験をしてみてください。必要な電圧が12V なら自動車用バッテリを一時借用して実験することができます。12V 以外の場合は、例えば、18650タイプのリチウムイオン電池（電圧3.7V)を複数個直列にして必要な電圧を得ます。

お礼

ありがとうございます

補足

ご回答ありがとうございます
交流マシンについてあらたに投稿したのでそこに写真を添付してもう少し現象について記載しています
そちらをご覧いただければ助かります
よろしくお願いします

回答No.5

mdmp2

タトゥーマシンというものについて、全く知識がないのですが、添付のURL のページを見て、動作原理は理解しました。
「半年ほど前から不具合が起きた、複数所有するすべてについて不具合が起きた、マグネットタイプだけでなくロータリータイプも不具合が起きた」ということから、私には、半年ほどまえから商用電源（電力会社が供給する電源）に問題が生じているとしか考えられません。「電源に疑いを持ち、電力会社に電圧を測ってもらったが問題はなかった」とのことですが、電圧には問題がなくても、波形に歪みがある（高調波が含まれている）と電気設備の動作が不安定になることがあります。

商用電源の問題か、マシンの問題か切り分けるために、自動車用バッテリで動作させてみてはどうでしょうか？

一つ教えていただきたいのですが、マグネットタイプは、キャパシタが取り付けられているとのことですが、回路上どの位置に取り付けられていますか。（以前は正常に動作していましたので、コンデンサの取り付けられている位置は問題とは関係ありませんが、興味があります。）
電源のプラス側→キャパシタ→コンタクトポイント→電磁石→もうひとつの電磁石→電源のマイナス側
ではないと、思いますが、

補足

コメントありがとうございます
まずキャパシターの取り付け部分ですが電源からマシンのプラスとコンタクトポイントの間?といっていいのでしょうか？の部分です
コードのクリップをつける絶縁されたプラスのネジにキャパの片方を、コイルの片方と同じくとめます。もう片方のコイルとキャパ片方をコンタクトポイントのネジにとめています

関西電力の人はよんでもあまり親身になってくれず(結構電磁波がどうとかで変わった人がこの手の呼び出しなどが多いみたいで)少しバカにしたような態度に見えて電圧とかを図って異常なしと言われ。それ以上は掘り下げるのもいやになったので帰ってもらいました。

また呼んでみるのも考えてみます

なにか手はないかと考えたところ交流のマシンがひとつありあまり構造などは詳しくはないのですがこのマシンはトランス？で動いてると思うのですがまず電源はスライドトランスというもので100vの電圧を調整できるものです。

インプットの端子にフットスイッチをかましてオンとオフをスイッチできるようにします

そしてアウトプットにトランスのＥ型の金属？EIコアみたいなの真ん中にコイル？ボビン？を差し込んでその上に鉄のバーをコイルより少し浮かせてマシンの後部でネジとバネでとめてありここに電圧をかけるとこのバーがコイルに引き寄せられては離れての動きを高速で繰り返します。原理はわからないのですが、、、

そしてバーの先端についているピンにニードルバーという先に針がついているものをとりつけその上下運動を利用してタトゥーを彫るといったところです

見た目にコンタクトポイントがないだけで直流タトゥーマシンと同じようなものです

しかしこの際の電圧も安定せずに困っています

なにか安定させる手はないのでしょうか？

他の方がダイオードをかまして、、といっていたのですがダイオードというのはどんなものを買えばいいのか容量などもあるのでしょうかもしわかれば教えていただきたいてす

よろしくお願いします

回答No.4

sirasak

6Vや12V鉛バッテリーでもダメだったら、タトゥーマシンが原因のはずです。
メーカーに相談して修理してもらうしかないと思います。
電磁波や地域一体の電圧、静電気の影響等は想像できないです。

補足

そうですか
当然ながらマシンの方は新しいものを8台。中古のものはメンテナンス。製造元の方にセッティング等想定できることは全てやったのでマシン側の原因も考えられません。
しかし実際に起こっていることなので困っています。必ず原因があるはずなので諦めずに解決するまで頑張ります

回答者様ありがとうございました

回答No.3

sirasak

マグネットマシンはリレーやベルで採用されている方式で、上の位置では磁力が弱いです。
電源とコンタクトポイントの間にキャパシターを繋いで47UF がもっともスタンダードで100UF 等数字が増えるとコンデンサーに充電する時間が長くなるので動きが遅くなり、吸引力が強くなるのは充電容量が大きいからと思います。
数字が小さくなるとスピードが早くなるのは分かりますが、
吸引力が弱くなるのは電磁石に電流を流すと逆起電力が生じて電流が流れにくくなり、切れる時は貯まった電気が逆に電源の方に流れると思います。
その逆起電力を吸収するのにコンデンサーを使っていると思いますが、
ダイオードを使うのが普通と思うので理解できません。
機器メーカーに相談するのが良いと思うのですが。

直流モーターのマシンでも安定しないのは電源にも問題があるかも？と思います。どのような電源を使われていますか？

補足

電源も直流安定化電源、交流安定化電源、他色々な電源も試しました
全ての機材を新品にしてスタートしてもダメでした
思い付く限りのことはやったのですが本当に謎です
関西電力の人にきてもらいコンセント等の電圧も図ってもらいました。
タトゥーマシンは世界中のアーティストが前回張り付けたマシンの構造で素晴らしい作品を彫っています。私もこの現象に悩まされる前はストレスなく彫り上げてきました。
電源もマシンも関係なく電磁波や地域一体の電圧、静電気の影響等が原因のひとつと考えるのもあるのでしょうか？

回答No.2

fujiyama32

＞コイルに電流を流したとき一定の電圧で負荷がかかると磁力が強く
＞なったり弱くなったりするのは普通ですか？
コイルは負荷の一種ですので、負荷がかかるとは、どのような現象(状態)
のことを言われているのでしょうか？
また、電源が直流の場合なのか、交流なのかも併せて補足してください。

なお、通常はコイルに一定の電圧が加わりますと、一定の電流が流れ
ますので磁力も一定です。

補足

説明不足でしたすいません

実は私は彫師をしているのですがここ半年ほどタトゥーマシンの不安定さに悩んでいます。当然タトゥーを彫るのに一番大事な道具なのでその動きが安定していなければ綺麗な作品にはなりません。
タトゥーマシンには二種類ありひとつはマグネットマシンという直流の電磁コイルの磁力を利用して針を上下させるものです。
マシンフレームの上に二つならんだコイルに電流を流してコイルの真上に鉄のバーを、フレームにネジで固定したスプリング(板バネ)につけて、コイル上部から数ミリほど浮かした状態で配置してその鉄のバーの先端にもうひとつスプリングをつけてちょうどその真上にフレームに絶縁したネジの先端を配置して、電源からくるプラスとマイナスのコンタクトポイントにします。電流を流すとスプリングとその上のネジが接触して、コイルが磁力になり鉄のバーをひきつけます。それと同時にネジがスプリングからはずれたコンタクトポイントのせいで電流が流れなくなりまた鉄のバーはスプリングの力で上に引き戻されます、するとまたコンタクトポイントが接触して、、、の繰り返しで鉄のバーが高速で上下運動してその先端の部分に長いニードルバーをつけバー先についている針が上下し肌に刺さると言う構造です。
このプラス側の電流に電源とコンタクトポイントの間にキャパシターを繋いでいます。47UF がもっともスタンダードで100UF 等数字が増えると鉄のバーの動きが遅くなりますがコイルの吸引力?(鉄のバーを引き付ける力)が強くなります。数字が小さくなるとスピードは早くなり吸引力は弱くなります。
わかりづらい説明ですがご理解いただけましたでしょうか？
スプリングの厚みやスプリングの固定する微妙な位置でバーの上下運動のパワーやストロークを変えたりして使用する針数や針の多さによる抵抗を考えてその針に合うようにすることをセッティングといい人それぞれのの動きがあります。
この吸引力が電圧変動以外の原因で強くなったり弱くなったりする原因があるのでしょうか??
急に引き付ける吸引力が強くなりまともに彫れない状態になります
一台のみならず所有しているマシン20台～がすべて同じ現象になりかなり困っています

長時間使用による発熱などではなく稼働2分たたないうちにおこります

次にロータリー式マシンと言われる直流モーターのマシンもありましてモーターシャフト先のカムにバーが引っかけられるようになっておりその先に針がついていてモーターの回転運動によって針が上下する仕組みになっています。
このロータリー式マシンというものはセッティング等はなく初心者にやりやすいと言われています
なのでロータリーマシンなら不安定にならないだろうと思うのですがやはり安定しないのです。
、、、ハズレをひいたのかなーとモーターを新しいのに交換して稼働させると強くなったり弱くなったりまた新しいのを買ってもなかなか安定せず回転数も安定しないしモーター自体の回転する力？スピードはあるのにパワーが弱い(弱すぎて刺さらないほど)、逆にスピードは落としてもパワーは強い(勢いが強すぎて針が跳ね返りそうになる)等おかしな動きになります。

電源を変えてもコードを変えても起こるこの現象はホントに謎でしかありません。
考えにくいですがスタジオ(ワンルームマンション)の電気の供給元がおかしいのかと電力会社にきてもらいましたが正常だと言われ結局スタジオ自体を引っ越ししてもまた同じような事になりさらに引っ越しまして今のスタジオに来ても未だ解決の糸口は見つからず困っています。
ここまでくるとこの辺りの地域一体がダメなのか？とか非現実的に考えてしまうようになりました
特殊な電磁波みたいなものが妨害しているのかな、とかもおもいます。
ちなみに使用しているマシンやパワーサプライはプロの彫師さん達が使用する信頼のおけるブランドのものです。
安価な中国製のものではありません。

お金がかかっても電気の知識のある方に直接見てもらい原因がわかり解決したらと思うのですがそこまで詳しい人は私の回りにはいません。
そこで今回ここに投稿しようと思いました

原因を見つけるのも優先的ではありますが
なんとかパワーと回転数を安定させる方法はないのでしょうか？
モーターは12vの小型のマブチモーターやマクソンモーターです。
よろしくお願いします

タトゥーマシンについてくわしく説明してあります
参考であればと思いはっておきます
http://tabbytattoosupply.com/tattoo-machine-detail/electric-flow.html

回答No.1

sirasak

コイルに電流を流したとき一定の電圧なら磁力は一定では？
磁力が強くなったり弱くなったりするのは負荷がかかって磁力が違っている場所が変わるからではないですか？
分からないから想像回答ですが、どのようなコイルでしょうか？

補足

説明不足でしたすいません

実は私は彫師をしているのですがここ半年ほどタトゥーマシンの不安定さに悩んでいます。当然タトゥーを彫るのに一番大事な道具なのでその動きが安定していなければ綺麗な作品にはなりません。
タトゥーマシンには二種類ありひとつはマグネットマシンという直流の電磁コイルの磁力を利用して針を上下させるものです。
マシンフレームの上に二つならんだコイルに電流を流してコイルの真上に鉄のバーを、フレームにネジで固定したスプリング(板バネ)につけて、コイル上部から数ミリほど浮かした状態で配置してその鉄のバーの先端にもうひとつスプリングをつけてちょうどその真上にフレームに絶縁したネジの先端を配置して、電源からくるプラスとマイナスのコンタクトポイントにします。電流を流すとスプリングとその上のネジが接触して、コイルが磁力になり鉄のバーをひきつけます。それと同時にネジがスプリングからはずれたコンタクトポイントのせいで電流が流れなくなりまた鉄のバーはスプリングの力で上に引き戻されます、するとまたコンタクトポイントが接触して、、、の繰り返しで鉄のバーが高速で上下運動してその先端の部分に長いニードルバーをつけバー先についている針が上下し肌に刺さると言う構造です。
このプラス側の電流に電源とコンタクトポイントの間にキャパシターを繋いでいます。47UF がもっともスタンダードで100UF 等数字が増えると鉄のバーの動きが遅くなりますがコイルの吸引力?(鉄のバーを引き付ける力)が強くなります。数字が小さくなるとスピードは早くなり吸引力は弱くなります。
わかりづらい説明ですがご理解いただけましたでしょうか？
スプリングの厚みやスプリングの固定する微妙な位置でバーの上下運動のパワーやストロークを変えたりして使用する針数や針の多さによる抵抗を考えてその針に合うようにすることをセッティングといい人それぞれのの動きがあります。
この吸引力が電圧変動以外の原因で強くなったり弱くなったりする原因があるのでしょうか??
急に引き付ける吸引力が強くなりまともに彫れない状態になります
一台のみならず所有しているマシン20台～がすべて同じ現象になりかなり困っています

長時間使用による発熱などではなく稼働2分たたないうちにおこります

次にロータリー式マシンと言われる直流モーターのマシンもありましてモーターシャフト先のカムにバーが引っかけられるようになっておりその先に針がついていてモーターの回転運動によって針が上下する仕組みになっています。
このロータリー式マシンというものはセッティング等はなく初心者にやりやすいと言われています
なのでロータリーマシンなら不安定にならないだろうと思うのですがやはり安定しないのです。
、、、ハズレをひいたのかなーとモーターを新しいのに交換して稼働させると強くなったり弱くなったりまた新しいのを買ってもなかなか安定せず回転数も安定しないしモーター自体の回転する力？スピードはあるのにパワーが弱い(弱すぎて刺さらないほど)、逆にスピードは落としてもパワーは強い(勢いが強すぎて針が跳ね返りそうになる)等おかしな動きになります。

電源を変えてもコードを変えても起こるこの現象はホントに謎でしかありません。
考えにくいですがスタジオ(ワンルームマンション)の電気の供給元がおかしいのかと電力会社にきてもらいましたが正常だと言われ結局スタジオ自体を引っ越ししてもまた同じような事になりさらに引っ越しまして今のスタジオに来ても未だ解決の糸口は見つからず困っています。
ここまでくるとこの辺りの地域一体がダメなのか？とか非現実的に考えてしまうようになりました
特殊な電磁波みたいなものが妨害しているのかな、とかもおもいます。
ちなみに使用しているマシンやパワーサプライはプロの彫師さん達が使用する信頼のおけるブランドのものです。
安価な中国製のものではありません。

お金がかかっても電気の知識のある方に直接見てもらい原因がわかり解決したらと思うのですがそこまで詳しい人は私の回りにはいません。
そこで今回ここに投稿しようと思いました

原因を見つけるのも優先的ではありますが
なんとかパワーと回転数を安定させる方法はないのでしょうか？
モーターは12vの小型のマブチモーターやマクソンモーターです。
よろしくお願いします

タトゥーマシンについてくわしく説明してあります
参考であればと思いはっておきます
http://tabbytattoosupply.com/tattoo-machine-detail/electric-flow.html