JP2009257443A - 電磁弁駆動制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 使用するスイッチング素子の個数を低減し、構成の簡素化を図り得る電磁弁駆動制御装置を提供する。
【解決手段】 第1のソレノイド2Aと第1のスイッチング素子2Bを直列に接続した第1回路2と、第2のソレノイド3Aと第2のスイッチング素子3Bを直列に接続した第2回路3と、制御回路5とを備え、第1端子5Aと制御回路5内部との間には第1端子5Aから制御回路5内部への電流の流れを許容すると共に逆方向への電流の流れを阻止する第1のダイオード32Aを設け、第2端子5Bと制御回路5内部との間には第2端子5Bから制御回路5内部への電流の流れを許容すると共に逆方向への電流の流れを阻止する第2のダイオード32Bを設ける。
【選択図】 図1

Description

本発明は、定格通電と省電力通電により電磁弁を駆動する2個のソレノイドを備える電磁弁駆動制御装置に関する。
この種の電磁弁駆動制御装置は、電源の正側と負側との間に、第1のソレノイドと第1のスイッチング素子とを直列に接続する第1回路と、第2のソレノイドと第2のスイッチング素子とを直列に接続する第2回路とを並列に接続し、第1回路と第2回路とに直列に第3のスイッチング素子を接続している。そして、制御回路からの駆動指令信号に応じ、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子のいずれか一方をONにすると共に、第3のスイッチング素子をONにし、弁体の移動が完了するまで第1のソレノイドまたは第2のソレノイドに定格電流を流す。弁体の移動が完了すると、第3のスイッチング素子を所定の周期でON/OFFさせて第1のソレノイドまたは第2のソレノイドに流れる電流をPWM制御し、消費電力を低減している。このようにして、一つの制御回路で二つのソレノイドを駆動制御している。
特開2001−132866号公報(段落0037〜0044、図4、図5等)
ところが、かかる従来の電磁弁駆動制御装置では、第1のソレノイドに直列に接続する第1のスイッチング素子と、第2のソレノイドに直列に接続する第2のスイッチング素子と、これらに直列に接続する第3のスイッチング素子とを必要とする。このため、3個のスイッチング素子を必要とし、構成が複雑になる問題点があった。
本発明の課題は、使用するスイッチング素子の個数を低減し、構成の簡素化を図り得る電磁弁駆動制御装置を提供するものである。
かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
電磁弁の弁体を、第1のソレノイドと第2のソレノイドのいずれか一方の励磁による駆動力によって移動させ、第1のソレノイドまたは第2のソレノイドのいずれか一方に対する駆動指令信号の印加開始時点から弁体の移動が完了する第1期間にわたって、弁体を移動させるのに十分な駆動力を得る定格電圧に基づく定格通電を行い、第1期間の経過後の第2期間にわたって、移動が完了した弁体をPWM定制御により格通電よりも少ない省電力通電を行い移動位置に保持する電磁弁駆動制御装置であって、第1のソレノイドと第1のスイッチング素子を直列に接続した第1回路と、第2のソレノイドと第2のスイッチング素子を直列に接続した第2回路と、第1期間にわたって第1または第2のソレノイドに定格通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON信号を出力すると共に、第2期間にわたって第1または第2のソレノイドにPWM定制御による省電力通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力する制御回路とを備え、第1回路の正側と第2回路の正側とを相互に接続することなくそれぞれ電源の正側へ格別に接続すると共に、第1回路の負側と第2回路の負側とを相互に接続して電源の負側に接続し、電源の正側に格別に接続した第1回路の正側と第2回路の正側には第1回路と第2回路への通電を選択自在に操作手段を設けて負側共通接続構成を成し、制御回路は第1回路の正側に接続する第1端子と、第2回路の正側に接続する第2端子と、第1回路の負側に接続する第3端子と、第2回路の負側に接続する第4端子とを有し、各端子間を内部で接続し、第1端子と制御回路内部との間には第1端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路内部から第1端子への電流の流れを阻止する第1のダイオードを設け、第2端子と制御回路内部との間には第2端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路内部から第2端子への電流の流れを阻止する第2のダイオードを設けたことを特徴とする電磁弁駆動制御装置がそれである。
また、電磁弁の弁体を、第1のソレノイドと第2のソレノイドのいずれか一方の励磁による駆動力によって移動させ、第1のソレノイドまたは第2のソレノイドのいずれか一方に対する駆動指令信号の印加開始時点から弁体の移動が完了する第1期間にわたって、弁体を移動させるのに十分な駆動力を得る定格電圧に基づく定格通電を行い、第1期間の経過後の第2期間にわたって、移動が完了した弁体をPWM定制御により定格通電よりも少ない省電力通電を行い移動位置に保持する電磁弁駆動制御装置であって、第1のソレノイドと第1のスイッチング素子を直列に接続した第1回路と、第2のソレノイドと第2のスイッチング素子を直列に接続した第2回路と、第1期間にわたって第1または第2のソレノイドに定格通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON信号を出力すると共に、第2期間にわたって第1または第2のソレノイドにPWM定制御による省電力通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力する制御回路とを備え、第1回路の正側と第2回路の正側とを相互に接続して電源の正側へ接続すると共に、第1回路の負側と第2回路の負側とを相互に接続することなくそれぞれ電源の負側へ格別に接続し、電源の負側に格別に接続した第1回路の負側と第2回路の負側には第1回路と第2回路への通電を選択自在に操作手段を設けて正側共通接続構成を成し、制御回路は第1回路の正側に接続する第1端子と、第2回路の正側に接続する第2端子と、第1回路の負側に接続する第3端子と、第2回路の負側に接続する第4端子とを有し、各端子間を内部で接続し、第3端子と制御回路内部との間には制御回路内部から第3端子への電流の流れを許容すると共に第3端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する第3のダイオードを設け、第4端子と制御回路内部との間には制御回路内部から第4端子への電流の流れを許容すると共に第4端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する第4のダイオードを設けたことを特徴とする電磁弁駆動制御装置がそれである。
この場合、第1端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路内部から第1端子への電流の流れを阻止する前記第1のダイオードと、第2端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路内部から第2端子への電流の流れを阻止する前記第2のダイオードと、制御回路内部から第3端子への電流の流れを許容すると共に第3端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する前記第3のダイオードと、制御回路内部から第4端子への電流の流れを許容すると共に第4端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する前記第4のダイオードとを設け、前記負側共通接続構成と前記正側共通接続構成とを選択自在にしても良い。
また、前記制御回路には、前記第1期間を設定するタイマー回路と前記第1または第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力する発振回路を備え、前記タイマー回路は前記第1期間にわたって前記発振回路からON/OFF信号の出力を不能にしても良い。
以上詳述したように、請求項1に記載の発明は、負側共通接続構成の選択手段により第1回路への通電を選択した場合には、電源の正側から第1回路の正側、第1回路の負側を介して電源の負側へ電流が流れ、第1期間にわたっては制御回路から第1のスイッチング素子にON信号を出力するので、第1のソレノイドには定格電圧に基づく定格通電を行い、第2期間にわたっては制御回路から第1のスイッチング素子にON/OFF信号を出力するので、第1のソレノイドには定格通電よりも少ないPWM定制御による省電力通電を行う。このとき、第1回路の正側に接続した第1端子より第1のダイオードを介して制御回路の内部に流れた電流は、第2のダイオードにより第2回路の正側に接続した第2端子へ流れることを阻止され、第2のソレノイドが通電されることはない。
また、負側共通接続構成の選択手段により第2回路への通電を選択した場合には、電源の正側から第2回路の正側、第2回路の負側を介して電源の負側へ電流が流れ、第1期間にわたっては制御回路から第2のスイッチング素子にON信号を出力するので、第2のソレノイドには定格電圧に基づく定格通電を行い、第2期間にわたっては制御回路から第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力するので、第2のソレノイドには定格通電よりも少ないPWM定制御による省電力通電を行う。このとき、第2回路の正側に接続した第2端子より第2のダイオードを介して制御回路の内部に流れた電流は、第1のダイオードにより第1回路の正側に接続した第1端子へ流れることを阻止され、第1のソレノイドが通電されることはない。
このため、第1回路の負側と第2回路の負側とを相互に接続して電源の負側へ接続すると共に、電源の正側へ相互に接続することなくそれぞれ格別に接続した第1回路の正側と第2回路の正側には、第1回路と第2回路への通電を選択自在に操作手段を設けて負側共通接続構成を成し、第1のソレノイドを通電する時には第2のダイオードで第2のソレノイドが通電されることを阻止すると共に、第2のソレノイドを通電する時には第1のダイオードで第1のソレノイドが通電することを阻止するから、スイッチング素子は第1のソレノイドに直列に接続する第1のスイッチング素子と第2のソレノイドに直列に接続する第2のスイッチング素子の2個でよく、使用するスイッチング素子の個数を低減でき、構成の簡素化を図ることができる。
また、請求項2に記載の発明は、正側共通接続構成の選択手段により第1回路への通電を選択した場合には、電源の正側から第1回路の正側、第1回路の負側を介して電源の負側へ電流が流れ、第1期間にわたっては制御回路から第1のスイッチング素子にON信号を出力するので、第1のソレノイドには定格電圧に基づく定格通電を行い、第2期間にわたっては制御回路から第1のスイッチング素子にON/OFF信号を出力するので、第1のソレノイドには定格通電よりも少ないPWM定制御による省電力通電を行う。このとき、第2回路の負側に接続した第4端子より制御回路の内部に電流が流れることを第4のダイオードにより阻止し、第2のソレノイドが通電されることはない。
また、正側共通接続構成の選択手段により第2回路への通電を選択した場合には、電源の正側から第2回路の正側、第2回路の負側を介して電源の負側へ電流が流れ、第1期間にわたっては制御回路から第2のスイッチング素子にON信号を出力するので、第2のソレノイドには定格電圧に基づく定格通電を行い、第2期間にわたっては制御回路から第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力するので、第2のソレノイドには定格通電よりも少ないPWM定制御による省電力通電を行う。このとき、第1回路の負側に接続した第3端子より制御回路の内部に電流が流れることを第3のダイオードにより阻止し、第1のソレノイドが通電されることはない。
このため、第1回路の正側と第2回路の正側とを相互に接続して電源の正側へ接続すると共に、電源の負側へ相互に接続することなくそれぞれ格別に接続した第1回路の負側と第2回路の負側には、第1回路と第2回路への通電を選択自在に操作手段を設けて正側共通接続構成を成し、第1のソレノイドを通電する時には第4のダイオードで第2のソレノイドが通電されることを阻止すると共に、第2のソレノイドを通電する時には第3のダイオードで第1のソレノイドが通電することを阻止するから、スイッチング素子は第1のソレノイドに直列に接続する第1のスイッチング素子と第2のソレノイドに直列に接続する第2のスイッチング素子の2個でよく、使用するスイッチング素子の個数を低減でき、構成の簡素化を図ることができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明の効果に加え、負側共通接続構成と正側共通接続構成とを選択自在にしているため、電磁弁駆動装置に備える第1回路と第2回路と制御回路とを共通化して負側共通接続構成と正側共通接続構成とに適用することができるから、負側共通接続構成に用いる電磁弁駆動装置と正側共通接続構成に用いる電磁弁駆動装置とをそれぞれ格別に用意しなくて良く、電磁弁駆動装置の機種の削減を図ることができる。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3に記載の効果に加え、タイマー回路で設定する第1期間を、弁の仕様に応じた最適値とすることができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1において、1は直流の電源である。2は第1回路で、自身の正側を電源1の正側に、自身の負側を電源1の負側に接続している。第1回路2は第1のソレノイド2Aと第1のスイッチング素子2Bと第1の保護用ダイオード2Cを直列に接続し、さらに第1の発光素子2Dと第1の還流ダイオード2Eを第1のソレノイド2Aと並列に接続している。第1のソレノイド2Aは、通電による励磁で駆動力を生じ、この駆動力で図示しない電磁弁の弁体を一方向に移動する。第1のスイッチング素子2Bは電界効果トランジスタで、ゲートに受けるON信号やON/OFF信号に応じてスイチッング作動し、第1のソレノイド2Aに流れる電流を制御する。第1の保護用ダイオード2Cは、第1回路2の正側から負側への電流の流れを許容すると共に、負側から正側への電流の流れを阻止するよう配置し、第1回路2の正側と負側とを誤って電源1の正側と負側とに接続した場合、第1のソレノイド2Aの通電による誤作動防止と、第1のスイッチンング素子2Bの保護を図る。第1の発光素子2Dは発光ダイオードで、通電により発光し、第1のソレノイド2Aが通電されていることを発光で視認可能にする。第1の還流ダイオード2Eは、第1回路2の負側から正側への電流の流れを許容すると共に、正側から負側への電流の流れを阻止するよう配置し、通電を断った直後に生じる逆起電力を負側から正側に還流して第1のソレノイド2Aにサージ電圧が生じることを防止する。2Fは第1のスイッチング素子2Bのゲートとソースとの間に配置したコンデンサで、第1のスイッチング素子2Bのゲートに作用するノイズを吸収する。2Gは常時開の第1の接点で、電源1の正側と第1回路2の正側との間に配置し、駆動指令信号に応じた操作により閉じて電源1の正側と第1回路2の正側との間を接続する。
3は第2回路で、自身の正側を電源1の正側に、自身の負側を電源1の負側に接続している。第2回路3は第2のソレノイド3Aと第2のスイッチング素子3Bと第2の保護用ダイオード3Cを直列に接続し、さらに第2の発光素子3Dと第2の還流ダイオード3Eを第2のソレノイド3Aと並列に接続している。第2のソレノイド3Aは、通電による励磁で駆動力を生じ、この駆動力で図示しない電磁弁の弁体を第1のソレノイド2Aによる一方向への移動と反対方向の他方向に移動する。第2のスイッチング素子3Bは電界効果トランジスタで、第2のソレノイド3Aに流れる電流をスイチッング作動で制御する。
第2の保護用ダイオード3Cは、第1の保護用ダイオード2Cと同様の向きに配置し、第2回路3の正側と負側とを誤って電源1の正側と負側とに接続した場合、第2のソレノイド3Aの通電による誤作動防止と、第2のスイッチンング素子3Bの保護を図る。第2の発光素子3Dは発光ダイオードで、第2のソレノイド3Aが通電されていることを発光で視認可能にする。第2の還流ダイオード3Eは、第1の還流ダイオード2Eと同様の向きに配置し、通電を断った直後に生じる逆起電力を負側から正側に還流して第2のソレノイド3Aにサージ電圧が生じることを防止する。第2のスイッチング素子3Bのゲートとソースとの間にはコンデンサ3Fを配置し、ゲートに作用するノイズを吸収する。3Gは常時開の第2の接点で、電源1の正側と第2回路3の正側との間に配置し、駆動指令信号に応じた操作により閉じて電源1の正側と第2回路3の正側との間を接続する。そして、第1回路2の正側と第2回路3の正側とは相互に接続することなくそれぞれ電源1の正側へ格別に接続する。また、第1回路2の負側と第2回路3の正側とは線4で相互に接続して電源1の負側に接続する。また、第1の接点2Gと第2の接点3Gが、第1回路2と第2回路3への通電を選択自在に設ける操作手段となる。これらによって、負側共通接続構成を成す。
5は制御回路で、第1回路2の正側に接続する第1端子5Aと、第2回路3の正側に接続する第2端子5Bと、第1回路2の負側に接続する第3端子5Cと、第2回路3の負側に接続する第4端子5Dとを有し、内部には発振回路6とタイマー回路7とスイッチ回路8とを主な構成要素として設け、第1期間にわたって第1または第2のソレノイド2Aまたは3Aに定格通電を行うために第1または第2のスイッチング素子2Bまたは3BにON信号を出力すると共に、第2期間にわたって第1または第2のソレノイド2Aまたは3AにPWM定制御による省電力通電を行うために第1または第2のスイッチング素子2Bまたは3BにON/OFF信号を出力する。発振回路6は5個の抵抗R1、R2、R3、R4、R5と、2個のNPN型トランジスタ9A、9Bと、2個のコンデンサ10A、10Bと、2個のダイオード11A、11Bとから構成し、第1端子5Aと第2端子5Bとの間を線12で接続し、線12には抵抗R1を配置している。線12の第1端子5Aと抵抗R1との間には2個の抵抗R2、R3を並列に分岐接続すると共に、第2端子5Bと抵抗R1との間には2個の抵抗R4、R5を並列に分岐接続する。線12に分岐接続した抵抗R2、R3は線14に接続し、線14は一端を他方のNPN型トランジスタ9Bのベースに接続し、他端を第3端子5Cに接続する。また、線12に分岐接続した抵抗R4、R5は線15に接続し、線15は一端を一方のNPN型トランジスタ9Aのベースに接続し、他端を第4端子5Dに接続する。各NPN型トランジスタ9A、9Bは第1、第2のスイッチング素子2B、3BにON/OFF信号を出力するためのもので、このON/OFF信号のデューティ比と周期は抵抗R2〜R5とコンデンサ10A、10Bで設定する。線14の抵抗R2の接続個所と抵抗R3の接続個所との間には、一方のNPN型トランジスタ9Aのコレクタを接続すると共に、一方のコンデンサ10Aを配置する。また、線15の抵抗R4の接続個所と抵抗R5の接続個所との間には、他方のNPN型トランジスタ9Bのコレクタを接続すると共に、他方のコンデンサ10Bを配置する。各NPN型トランジスタ9A、9Bのエミッタを線16で相互に接続し、線16には一方のダイオード11Aと他方のダイオード11Bとを対向して配置し、一方のダイオード11Aは一方のNPN型トランジスタ9Aのエミッタ側から他方のNPN型トランジスタ9Bのエミッタ側への電流の流れを許容し、その反対方向への電流の流れを阻止する。また、他方のNPN型トランジスタは他方のNPN型トランジスタ9Bのエミッタ側から一方のNPN型トランジスタ9Aのエミッタ側への電流の流れを許容し、その反対方向への電流の流れを阻止する。そして、線16の一方のダイオード11Aの接続個所と他方のダイオード11Bの接続個所との間から分岐してスイッチ回路8に至る線17を設ける。18は線12の第1端子5Aと抵抗R2の接続個所との間から分岐してタイマー回路7に至る線である。
タイマー回路7は、線18に抵抗R6とコンデンサ19とを直列に配置し、この抵抗R6とコンデンサ19との間より線20を分岐接続し、線20には定電圧ダイオード21を配置し、線18、20はスイッチ回路8に至る。そして、抵抗R6の抵抗値とコンデンサ19の容量と定電圧ダイオード21の電流を流し始める電圧とにより第1または第2のソレノイド2Aまたは3Aに定格通電を行うための第1期間の時間を設定する。また、線20と並列にダイオード22を配置した線23を設け、線23はスイッチ回路8に至る。ダイオード22はコンデンサ19に溜まった電圧を放電するものである。
スイッチ回路8は、NPN型トランジスタ24とPNP型トランジスタ25とを主な構成要素とする。NPN型トランジスタ24はベースを線20に、コレクタをPNP型トランジスタ25のベースに、エミッタを線18にそれぞれ接続する。NPN型トランジスタ24のエミッタに接続した線18は、線26を介して線14に接続すると共に、線27を介して線15に接続する。ベースをNPN型トランジスタ24のコレクタに接続したPNP型トランジスタ25は、コレクタを発振回路6からの線17とタイマー回路7からの線23とに接続すると共に、エミッタをNPN型トランジスタ24のベースに接続し、さらに、コンデンサ28を介してNPN型トランジスタ24のエミッタに接続する。コンデンサ28はNPN型トランジスタ24のベースに作用するノイズを吸収する。スイッチ回路8はタイマー回路7で設定した第1期間の経過後、線20よりNPN型トランジスタ24のベースに電流が流れることでNPN型トランジスタ24がONし、NPN型トランジスタ24のONに伴いPNP型トランジスタ25がONし、発振回路6の線17からの電流を流す。
制御回路5は、線14に抵抗R7、R8を直列に配置し、線15に抵抗R9、R10を直列に配置する。線14の抵抗R7と抵抗R8との間から分岐接続した線30を第1のスイッチング素子2Bのゲートに接続し、抵抗R7、R8で分圧して電圧を低下した発振回路6からのON信号やON/OFF信号を第1のスイッチング素子2Bのゲートに出力する。また、線15の抵抗R9と抵抗R10との間から分岐接続した線31を第2のスイッチング素子3Bのゲートに接続し、抵抗R9、R10で分圧して電圧を低下した発振回路6からのON信号やON/OFF信号を第2のスイッチング素子3Bのゲートに出力する。
32Aは第1のダイオードで、線12の第1端子5Aと制御回路5内部の発振回路6との間に配置し、第1端子5Aから発振回路6への電流の流れを許容すると共に発振回路6から第1端子5Aへの電流の流れを阻止する。32Bは第2のダイオードで、線12の第2端子5Bと発振回路6との間に配置し、第2端子5Bから発振回路6への電流の流れを許容すると共に発振回路6から第2端子5Bへの電流の流れを阻止する。32Cは第3のダイオードで、線14の第3端子5Cと制御回路5内部のスイッチ回路8からの線26が接続する個所との間に配置し、発振回路6、スイッチ回路8から第3端子5Cへの電流の流れを許容すると共に第3端子5Cから発振回路6、スイッチ回路8への電流の流れを阻止する。32Dは第4のダイオードで、線15の第4端子5Dとスイッチ回路8からの線27が接続する個所との間に配置し、発振回路6、スイッチ回路8から第4端子32Dへの電流の流れを許容すると共に第4端子32Dから発振回路6、スイッチ回路8への電流の流れを阻止する。33A、33Bはノイズを吸収するコンデンサで、コンデンサ33Aは線12の第1端子5Aと第1のダイオード32Aとの間から分岐して線14の第3端子5Cと第3のダイオード32Cとの間に接続する線34Aに配置する。また、コンデンサ33Bは線12の第2端子5Bと第2のダイオード32Bとの間から分岐して線15の第4端子5Dと第4のダイオード32Dとの間に接続する線34Bに配置する。
次に、かかる構成の作動を説明する。
図1に示す状態は、第1の接点2Gと第2の接点3Gがともに開状態で、第1のソレノイド2Aと第2のソレノイド3Aはともに非通電となっており、図示しない弁体は中立位置に位置している。
この状態で、駆動指令信号により第1の接点2Gを閉操作すると、電源1の正側からの電流が、閉じた第1のa接点2Gを介して第1端子5Aから第1回路2と制御回路5とを並列的に通り、電源1の負側に流れる。このとき、第2の接点3Gは開状態を維持しているため、第2の接点3Gを介して第2回路3には電流が流れない。
制御回路5内部の電流の流れを詳述すると、第1端子5Aから線12を流れる電流は、第2のダイオード32Bで第2端子5Bへの流れを阻止され、発振回路6の抵抗R2、R3を介して線14と、抵抗R4、R5を介して線15と、線18とに流れる。線18よりタイマー回路7に流れた電流は、第1期間が経過するまでは定電圧ダイオード21よりスイッチ回路8のNPN型トランジスタ24のベースに電流が流れないので、NPN型トランジスタ24はOFFし、これに対応してPNP型トランジスタ25もOFFしている。スイッチ回路8のPNP型トランジスタ25のOFFにより線17を流れる電流が遮断され、発振回路6の各NPN型トランジスタ9A、9BはOFFである。このため、線14に流れる電流は、線30よりON信号として第1のスイッチング素子2Bのゲートに出力し、第3のダイオード32Cより第3端子5Cを通って電源1の負側に流れる。
第1のスイッチング素子2Bはゲートに受けるON信号に応じてON作動し、第1のソレノイド2Aが定格通電され、弁体を一方向に移動させる。また、線15に流れる電流は、線31よりON信号として第2のスイッチング素子3Bのゲートに出力し、第4のダイオード32Dより第4端子5D、線4、第3端子5Cを通る流れと、線27、26、14、第3のダイオード32C、第3端子5Cを通る流れとの双方で電源1の負側に流れる。第2のスイッチング素子3Bはゲートに受けるON信号に応じてON作動するが、前述のとおり第2回路3には電流が流れていないので、第2のソレノイド3Aは通電されない。
線18よりタイマー回路7に流れる電流の電圧が、定電圧ダイオード21の設定電圧を越えると、第1期間が経過して第2期間になり、スイッチ回路8のNPN型トランジスタ24、PNP型トランジスタ25がONし、発振回路6からの線17の電流が流れる。このため、発振回路6の各NPN型トランジスタ9A、9BをON/OFF作動し、このON/OFF作動は抵抗R1により一方のNPN型トランジスタ9Aと他方のNPN型トランジスタ9Bとの間で位相が生じる。線14を流れる電流は、一方のNPN型トランジスタ9AのON/OFF作動に対応して一方のNPN型トランジスタ9AがONのときにはOFFとなり、一方のNPN型トランジスタ9AがOFFのときにはONとなるON/OFF信号となって線30より第1のスイッチング素子2Bのゲートに出力し、第3のダイオード32Cより第3端子5Cを通って電源1の負側に流れる。
第1のスイッチング素子2Bはゲートに受けるON/OFF信号に応じてON/OFF作動し、第1のソレノイド2Aが定格通電より少ない省電力通電され、一方向に移動が完了した弁体を一方向の移動位置に保持する。また、線15を流れる電流は、他方のNPN型トランジスタ9BのON/OFF作動に対応してONとOFFを逆にしたON/OFF信号として線31より第2のスイッチング素子3Bのゲートに出力し、前述と同様に双方を通って電源1の負側に流れる。第2のスイッチング素子3Bはゲートに受けるON/OFF信号に応じてON/OFF作動するが、前述のとおり第2回路3には電流が流れていないので、第2のソレノイド3Aは通電されない。
この状態で、駆動指令信号の解除により第1の接点2Gを開操作すると、第1のソレノイド2Aは非通電となって、一方向の移動位置に保持した弁体をばね力等で中立位置に復帰する。
弁体が中立位置にある図1の状態で、駆動指令信号により第2の接点3Gを閉操作すると、電源1の正側からの電流が、閉じた第2の接点3Gを介して第2端子5Bから第2回路3と制御回路5とを並列的に通り、電源1の負側に流れる。このとき、第1の接点2Gは開状態を維持しているため、第1の接点2Gを介して第1回路2には電流が流れない。
第2端子5Bから線12を流れる電流は、第1のダイオード32Aで第1端子5Aへの流れを阻止され、線14と線15と線18とに流れる。タイマー回路7で設定した第1期間が経過するまでは、発振回路6の各NPN型トランジスタ9A、9BはOFFで、線15に流れる電流は、線31よりON信号として第2のスイッチング素子3Bのゲートに出力し、第4のダイオード32Dを通る流れと、線27、26、14、第3のダイオード32Cを通る流れとの双方で電源1の負側に流れる。
第2のスイッチング素子3Bはゲートに受けるON信号に応じてON作動し、第2のソレノイド3Aが定格通電され、弁体を一方向と反対方向の他方向に移動させる。また、線14に流れる電流は、第1のスイッチング素子2BのゲートにON信号を出力し、第3のダイオード32Cより電源1の負側に流れ、第1のスイッチング素子2BはON作動するが、前述のとおり第1回路2には電流が流れていないので、第1のソレノイド2Aは通電されない。
第1期間を経過して第2期間になると、電流が定電圧ダイオード21を通って流れるため、スイッチ回路8のNPN型トランジスタ24、PNP型トランジスタ25がONし、発振回路6からの線17の電流が流れ、発振回路6の各NPN型トランジスタ9A、9BをON/OFF作動する。線15を流れる電流は、他方のNPN型トランジスタ9BのON/OFF作動に対応してONとOFFを逆にしたON/OFF信号となって線31より第2のスイッチング素子3Bのゲートに出力し、第4のダイオード32Dを通る流れと第3のダイオード32Cを通る流れとの双方で電源1の負側に流れる。
第2のスイッチング素子3Bはゲートに受けるON/OFF信号に応じてON/OFF作動し、第2のソレノイド3Aが定格通電より少ない省電力通電され、他方向に移動が完了した弁体を他方向の移動位置に保持する。また、線14を流れる電流は、一方のNPN型トランジスタ9AのON/OFF作動に対応してONとOFFを逆にしたON/OFF信号として線30より第1のスイッチング素子2Bのゲートに出力し、第3のダイオード32Cを通って電源1の負側に流れる。前述のとおり第1回路2には電流が流れていないので、第1のソレノイド2Aは通電されない。そして、駆動指令信号の解除により第2の接点3Gを開操作すると、第2のソレノイド3Aは非通電となって、他方向の移動位置に保持した弁体をばね力等で中立位置に復帰する。
かかる作動で、第1回路2の負側と第2回路3の負側とを線4で相互に接続して電源1の負側へ接続すると共に、電源1の正側へ相互に接続することなくそれぞれ格別に接続した第1回路2の正側と第2回路3の正側には、第1回路2と第2回路3への通電を選択自在に操作手段として第1の接点2Gと第2の接点3Gを設けて負側共通接続構成を成し、第1のソレノイド2Aを通電する時には第2のダイオード32Bで第2のソレノイド3Aが通電されることを阻止すると共に、第2のソレノイド3Aを通電する時には第1のダイオード32Aで第1のソレノイド2Aが通電することを阻止する。このため、スイッチング素子は第1のソレノイド2Aに直列に接続する第1のスイッチング素子2Bと第2のソレノイド3Aに直列に接続する第2のスイッチング素子3Bの2個でよく、使用するスイッチング素子の個数を低減でき、構成の簡素化を図ることができる。
また、制御回路5には、第1期間を設定するタイマー回路7と第1または第2のスイッチング素子2Bまたは3BにON/OFF信号を出力する発振回路6を備え、タイマー回路7は第1期間にわたってスイッチ回路8の各トランジスタ24、25をOFFにして発振回路6からON/OFF信号の出力を不能にしている。このため、タイマー回路7で設定する第1期間を、弁の仕様に応じた最適値とすることができる。
図2は本発明の他の実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
第1回路2の正側と第2回路3の正側とは線35で相互に接続して電源1の正側に接続する。また、第1回路2の負側と第2回路3の負側とは相互に接続することなくそれぞれ電源1の負側へ格別に接続する。そして、電源1の負側と第1回路2の負側との間には常時開の第1のa接点2Hを配置すると共に、電源1の負側と第2回路3の負側との間には常時開の第2のa接点3Hを配置し、第1回路2と第2回路3への通電を選択自在に設ける選択手段となる。これらによって、正側共通接続構成を成す。
作動は、図示しない弁体が中立位置に位置する図2の状態で、励磁指令により第1の接点2Hを閉操作すると、電源1の正側からの電流が、第1端子5Aから第1回路2を通ると共に、第1端子5Aおよび第2端子5Bから制御回路5を通り、第3端子5Cから閉じた第1の接点2Hを介して電源1の負側に流れる。このとき、第2の接点3Hは開状態を維持していると共に、第4のダイオード32Dで第2回路3の負側に接続する第4端子5Dから制御回路5内部への電流の流れが阻止されるため、第2回路3には電流が流れない。
第1端子5Aおよび第2端子5Bから線12を流れる電流は、線14と線15と線18とに流れ、線18に流れる電流はタイマー回路7に流れる。線14、15に流れる電流は、タイマー回路7で設定した第1期間が経過するまで発振回路6の各NPN型トランジスタ9A、9BがOFFのため、線30、31よりON信号として第1、第2のスイッチング素子2B、3Bのゲートに出力し、第3のダイオード32Cより第3端子5C、閉じた第1のa接点2Hを通って電源1の負側に流れる。
第1のスイッチング素子2Bはゲートに受けるON信号に応じてON作動し、第1のソレノイド2Aが定格通電され、弁体を一方向に移動させる。また、第2のスイッチング素子3Bはゲートに受けるON信号に応じてON作動するが、前述のとおり第2回路3には電流が流れていないので、第2のソレノイド3Aは通電されない。
第1期間を経過して第2期間になると、スイッチ回路8の各トランジスタ24、25がONし、発振回路6の各NPN型トランジスタ9A、9BをON/OFF作動する。線14、15を流れる電流は、各NPN型トランジスタ9A、9BのON/OFF作動に対応してONとOFFを逆にしたON/OFF信号となって線30、31より第1、第2のスイッチング素子2B、3Bのゲートに出力し、第3のダイオード32Cより第3端子5C、閉じた第1の接点2Hを通って電源1の負側に流れる。
第1のスイッチング素子2Bはゲートに受けるON/OFF信号に応じてON/OFF作動し、第1のソレノイド2Aが定格通電より少ない省電力通電され、一方向に移動が完了した弁体を一方向の移動位置に保持する。第2のスイッチング素子3Bはゲートに受けるON/OFF信号に応じてON/OFF作動するが、前述のとおり第2回路3には電流が流れていないので、第2のソレノイド3Aは通電されない。そして、駆動指令信号の解除により第1の接点2Hを開操作すると、第1のソレノイド2Aは非通電となって、一方向の移動位置に保持した弁体をばね力等で中立位置に復帰する。
図示しない弁体が中立位置に位置する図2の状態で、駆動指令信号により第2の接点3Hを閉操作すると、電源1の正側からの電流が、第1端子5Aから線35を通り第2端子5Bに流れ、第2回路3を通ると共に、第1端子5Aおよび第2端子5Bから制御回路5を通り、第4端子5Dから閉じた第2の接点3Hを介して電源1の負側に流れる。このとき、第1の接点2Hは開状態を維持していると共に、第3のダイオード32Cで第1回路2の負側に接続する第3端子5Cから制御回路5内部への電流の流れが阻止されるため、第1回路2には電流が流れない。
タイマー回路7で設定する第1期間は、第2のスイッチング素子3BがON作動して第2のソレノイド3Aを定格通電し、弁体を他方向に移動させる。そして、第1期間を経過して第2期間になると、第2のスイッチング素子3BがON/OFF作動して第2のソレノイド3Aを定格通電より少ない省電力通電し、他方向に移動が完了した弁体を他方向の移動位置に保持する。そして、駆動指令信号の解除により第2の接点3Hを開操作すると、第2のソレノイド3Aは非通電となって、他方向の移動位置に保持した弁体をばね力等で中立位置に復帰する。
かかる作動で、第1回路2の正側と第2回路3の正側とを線35で相互に接続して電源1の正側へ接続すると共に、電源1の負側へ相互に接続することなくそれぞれ格別に接続した第1回路2の負側と第2回路3の負側には、第1回路2と第2回路3への通電を選択自在に操作手段として第1の接点2Hと第2の接点3Hを設けて正側共通接続構成を成し、第1のソレノイド2Aを通電する時には第4のダイオード32Dで第2のソレノイド3Aが通電されることを阻止すると共に、第2のソレノイド3Aを通電する時には第3のダイオード32Cで第1のソレノイド2Aが通電することを阻止する。このため、一実施形態と同様に、スイッチング素子は第1のソレノイド2Aに直列に接続する第1のスイッチング素子2Bと第2のソレノイド3Aに直列に接続する第2のスイッチング素子3Bの2個でよく、使用するスイッチング素子の個数を低減でき、構成の簡素化を図ることができる。また、一実施形態と同様に、タイマー回路7で設定する第1期間を、弁の仕様に応じた最適値とすることができる。
図1に示す一実施形態の電磁弁駆動制御装置と図2に示す他の実施形態の電磁弁駆動制御装置は、いずれも第1端子5Aから制御回路5内部への電流の流れを許容すると共に制御回路5内部から第1端子5Aへの電流の流れを阻止する第1のダイオード32Aと、第2端子5Bから制御回路5内部への電流の流れを許容すると共に制御回路5内部から第2端子5Bへの電流の流れを阻止する第2のダイオード32Bと、制御回路5内部から第3端子5Cへの電流の流れを許容すると共に第3端子5Cから制御回路5内部への電流の流れを阻止する第3のダイオード32Cと、制御回路5内部から第4端子5Dへの電流の流れを許容すると共に第4端子5Dから制御回路5内部への電流の流れを阻止する第4のダイオード32Dとを設ける。そして、第1回路2の負側と第2回路3の負側とを線4で相互に接続して電源1の負側へ接続すると共に、電源1の正側へ相互に接続することなくそれぞれ格別に接続した第1回路2の正側と第2回路3の正側に、第1回路2と第2回路3への通電を選択自在に操作手段として第1の接点2Gと第2の接点3Gを設けた図1に示す負側共通接続構成と、第1回路2の正側と第2回路3の正側とを線35で相互に接続して電源1の正側へ接続すると共に、電源1の負側へ相互に接続することなくそれぞれ格別に接続した第1回路2の負側と第2回路3の負側に、第1回路2と第2回路3への通電を選択自在に操作手段として第1の接点2Hと第2の接点3Hを設けた図2に示す正側共通接続構成とを選択自在にする。このため、電磁弁駆動装置に備える第1回路2と第2回路3と制御回路5とを共通化して負側共通接続構成と正側共通接続構成とに適用することができるから、負側共通接続構成の電磁弁駆動装置と正側共通接続構成の電磁弁駆動装置とをそれぞれ格別に用意しなくて良く、電磁弁駆動装置の機種の削減を図ることができる。
なお、前述の各実施形態では、負側共通接続構成と正側共通接続構成とを選択自在にするため第1、第2、第3、第4のダイオード32A、32B、32C、32Dの4個のダイオードを設けたが、図1に示す負側共通接続構成を専用とする場合には、第1、第2のダイオード32A、32Bを設けて、第3、第4のダイオード32C、32Dを不要にできる。また、図2に示す正側共通接続構成を専用とする場合には、第3、第4のダイオード32C、32Dを設けて、第1、第2のダイオード32A、32Bを不要にできる。
本発明の一実施形態を示した電磁弁駆動装置の電気回路図である。 他の実施形態を示した電磁弁駆動装置の電気回路図である。
符号の説明
1:電源
2:第1回路
2A、3A:ソレノイド
2B、3B:スイッチング素子
3:第2回路
5:制御回路
5A:第1端子
5B:第2端子
5C:第3端子
5D:第4端子
32A、32B、32C、32D:ダイオード

Claims (4)

  1. 電磁弁の弁体を、第1のソレノイドと第2のソレノイドのいずれか一方の励磁による駆動力によって移動させ、第1のソレノイドまたは第2のソレノイドのいずれか一方に対する駆動指令信号の印加開始時点から弁体の移動が完了する第1期間にわたって、弁体を移動させるのに十分な駆動力を得る定格電圧に基づく定格通電を行い、第1期間の経過後の第2期間にわたって、移動が完了した弁体をPWM制御により定格通電よりも少ない省電力通電を行い移動位置に保持する電磁弁駆動制御装置であって、第1のソレノイドと第1のスイッチング素子を直列に接続した第1回路と、第2のソレノイドと第2のスイッチング素子を直列に接続した第2回路と、第1期間にわたって第1または第2のソレノイドに定格通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON信号を出力すると共に、第2期間にわたって第1または第2のソレノイドにPWM制御による省電力通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力する制御回路とを備え、第1回路の正側と第2回路の正側とを相互に接続することなくそれぞれ電源の正側へ格別に接続すると共に、第1回路の負側と第2回路の負側とを相互に接続して電源の負側に接続し、電源の正側に格別に接続した第1回路の正側と第2回路の正側には第1回路と第2回路への通電を選択自在に操作手段を設けて負側共通接続構成を成し、制御回路は第1回路の正側に接続する第1端子と、第2回路の正側に接続する第2端子と、第1回路の負側に接続する第3端子と、第2回路の負側に接続する第4端子とを有し、各端子間を内部で接続し、第1端子と制御回路内部との間には第1端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路内部から第1端子への電流の流れを阻止する第1のダイオードを設け、第2端子と制御回路内部との間には第2端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路から第2端子への電流の流れを阻止する第2のダイオードを設けたことを特徴とする電磁弁駆動制御装置。
  2. 電磁弁の弁体を、第1のソレノイドと第2のソレノイドのいずれか一方の励磁による駆動力によって移動させ、第1のソレノイドまたは第2のソレノイドのいずれか一方に対する駆動指令信号の印加開始時点から弁体の移動が完了する第1期間にわたって、弁体を移動させるのに十分な駆動力を得る定格電圧に基づく定格通電を行い、第1期間の経過後の第2期間にわたって、移動が完了した弁体をPWM制御により定格通電よりも少ない省電力通電を行い移動位置に保持する電磁弁駆動制御装置であって、第1のソレノイドと第1のスイッチング素子を直列に接続した第1回路と、第2のソレノイドと第2のスイッチング素子を直列に接続した第2回路と、第1期間にわたって第1または第2のソレノイドに定格通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON信号を出力すると共に、第2期間にわたって第1または第2のソレノイドにPWM制御による省電力通電を行うために第1または第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力する制御回路とを備え、第1回路の正側と第2回路の正側とを相互に接続して電源の正側へ接続すると共に、第1回路の負側と第2回路の負側とを相互に接続することなくそれぞれ電源の負側へ格別に接続し、電源の負側に格別に接続した第1回路の負側と第2回路の負側には第1回路と第2回路への通電を選択自在に操作手段を設けて正側共通接続構成を成し、制御回路は第1回路の正側に接続する第1端子と、第2回路の正側に接続する第2端子と、第1回路の負側に接続する第3端子と、第2回路の負側に接続する第4端子とを有し、各端子間を内部で接続し、第3端子と制御回路内部との間には制御回路内部から第3端子への電流の流れを許容すると共に第3端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する第3のダイオードを設け、第4端子と制御回路内部との間には制御回路内部から第4端子への電流の流れを許容すると共に第4端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する第4のダイオードを設けたことを特徴とする電磁弁駆動制御装置。
  3. 第1端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路内部から第1端子への電流の流れを阻止する前記第1のダイオードと、第2端子から制御回路内部への電流の流れを許容すると共に制御回路内部から第2端子への電流の流れを阻止する前記第2のダイオードと、制御回路内部から第3端子への電流の流れを許容すると共に第3端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する前記第3のダイオードと、制御回路内部から第4端子への電流の流れを許容すると共に第4端子から制御回路内部への電流の流れを阻止する前記第4のダイオードとを設け、前記負側共通接続構成と前記正側共通接続構成とを選択自在にしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電磁弁駆動制御装置。
  4. 前記制御回路には、前記第1期間を設定するタイマー回路と前記第1または第2のスイッチング素子にON/OFF信号を出力する発振回路を備え、前記タイマー回路は前記第1期間にわたって前記発振回路からON/OFF信号の出力を不能にすることを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載の電磁弁駆動制御装置。
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