JP2508023Y2 - 電磁弁用ソレノイドの駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） この考案は、電磁弁に用いられる２線式ラッチングソ
レノイドを駆動するためのソレノイドの駆動回路の改良
に関する。

（従来の技術） リチウム電池などを内蔵電源とするガス遮断弁に用い
られる弁体駆動用のソレノイドには、一般に消費電力の
小さな２線式ラッチングソレノイドが用いられる。

この２線式ラッチングソレノイドは、永久磁石に対す
る磁力を弱める方向のパルス電源を流す、あるいは磁力
を強める方向のパルス電流を流すことによってプランジ
ャをコイル内に出没させる機能を有し、その動作後にお
いてもプランジャは変化した位置に保持される。よっ
て、２線式ラッチングソレノイドはプランジャ保持電流
を流す必要なはく、動作後を無励磁状態にできるので、
基本的な消費電流は極めて小さい。また、従来の２線式
ラッチングソレノイド駆動回路は、正方向のパルス入力
により、コイルに正方向の励磁電流を流すスイッチング
素子と、逆方向のパルス入力によってコイルに逆方向の
励磁電流を流すスイッチング素子を収装したものが用い
られていた。

しかしながら、この種のソレノイドの駆動回路では、
誤信号により正逆方向にパルスが同時入力されると双方
のスイッチング手段が駆動され、回路が破壊される恐れ
があった。そこで、従来はこの各スイッチング手段の前
段にフリップフロップなどの論理回路を設け、一方側が
入力状態となると他方側への入力を禁止するようにして
いたが、回路的に複雑となると共に、コストアップ及び
寸法形状が大きくなる等の問題が生じていた。

そこで本出願人は、簡単な構成を回路内部に付加する
ことで一方側が駆動状態にある時に他方側の入力を停止
させるようにした電磁弁用ソレノイドの駆動回路を既に
提案した。

第２図は本出願人提案の電磁弁用ソレノイドの駆動回
路の構成を示すものである。２線式単安定ラッチングソ
レノイド１の両端は、パッケージ２の内部の正方向励磁
用トランジスタQ₃、Q₆及び逆方向励磁用トランジスタ
Q₄、Q₆に接続端子５、６を介して接続されている。パッ
ケージ２には電源端子V_cc、アース端子GNLのほか、正の
指令信号を入力するための正入力端子７と負の指令信号
を入力するための負入力端子８が設けられ、入力端子
７、８には図示しない制御装置からのパルス信号が入力
される。

正方向励磁用トランジスタQ₃、Q₆は正入力端子７側に
接続された正方向スイッチングトランジスタQ₁に接続さ
れ、また逆方向励磁用トランジスタQ₄、Q₅は逆入力端子
８側に接続された逆方向スイッチングトランジスタQ₂に
接続されている。なお、逆励磁用トランジスタQ₄とコイ
ル接続端子６との間には逆方向励磁電流を制限する制限
用抵抗R₁₁が設けられている。

更に、正方向励磁用トランジスタQ₃のコレクタ側は抵
抗R₅に接続された後に、ダイオードD₃を介して励磁用ト
ランジスタQ₆のベースに接続されていると共に、ダイオ
ードD₄を介して逆方向スイッチングトランジスタQ₂のコ
レクタ側に接続されている。同様に逆方向励磁用トラン
ジスタQ₄のコレクタは抵抗R₁₁、R₁₂に接続された後に、
ダイオードD₁を介して励磁用トランジスタQ₅のベースに
接続されていると共に、ダイオードD₂を介して正方向ス
イッチングトランジスタQ₁のコレクタ側に接続されてい
る。

以上のような構成の電磁弁用ソレノイドの駆動回路で
は、正入力端子７からの正方向のパルスが正方向スイッ
チングトランジスタQ₁に流れると、正方向励磁用トラン
ジスタQ₃、Q₆がONし、ソレノイド１に実線の矢印で示す
正方向の励磁電流が流れ、この励磁電流によってソレノ
イド１には巻線数に応じた磁力による駆動力が発生す
る。また、正方向励磁用トランジスタQ₃のコレクタ電位
は抵抗R₅、ダイオードD₄を通じて逆方向スイッチングト
ランジスタQ₂のコレクタ側に印加されるので、正入力端
子７に正方向のパルスが印加された状態で逆入力端子８
に逆方向のパルスが印加されても、逆方向スイッチング
トランジスタQ₂はスイッチング状態とはならず、逆方向
の励磁電流は生じないものとなる。

更に、逆入力端子８からの逆方向のパルスによって逆
方向スイッチングトランジスタQ₂がONしている状態で
は、前述と同様の作用によって正方向スイッチングトラ
ンジスタQ₁のスイッチングが停止されることになり、そ
れぞれ一方が作動状態では他方側の作動は停止され、回
路内部の安全性が保たれる。

（考案が解決しようとする課題） ところが、本出願人提案の電磁弁用ソレノイドの駆動
回路にも、ダイオードD₁〜D₄の順方向電圧によってオー
バドライブファクタが小さく、低温特性、トランジスタ
Q₃〜Q₆の電圧ドロップに難があり、また、同様の理由に
より、最低作動電圧も余り低くすることができないとい
う問題があることが分かった。

そこでこの考案は、本出願人が既に提案した電磁弁用
ソレノイドの駆動回路の問題点を解消し、トランジスタ
のオーバドライブファクタが得られ、最低作動電圧が改
善され、トランジスタのドロップ電圧を小さくできるこ
とによってソレノイドに有効な電圧を印加することがで
きる更に改良された電磁弁用ソレノイドの駆動回路を提
供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するこの考案は、電磁弁電磁弁などに
スプリングと組み合わせて用いられる２線式ラッチング
ソレノイドを正逆パルス信号によって駆動するための電
磁弁用ソレノイドの駆動回路であって、ソレノイドを正
方向に励磁させるための正方向励磁手段と、ソレノイド
を逆方向に励磁させるための逆方向励磁手段と外部から
の入力信号によりONして正方向励磁手段を駆動する正の
スイッチング手段と、外部からの入力信号によりONして
逆方向励磁手段を駆動する負のスイッチング手段と、正
のスイッチング手段がONの時に逆方向励磁手段の駆動を
禁止する第１の駆動禁止手段と、負のスイッチング手段
がONの時に正方向励磁手段の駆動を禁止する第２の駆動
禁止手段とを備えることを特徴とするものである。

（作用） この構成の電磁弁用ソレノイドの駆動回路によれば、
正逆いずれかの方向の励磁手段が動作中に反対側の方向
の励磁手段を駆動するための入力があっても、この反対
側の方向の励磁手段は動作を行えない。この結果、別の
入力禁止手段を設ける必要が無くなる。

（実施例） 以下、この考案の一実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第１図はこの発明の電磁弁用ソレノイドの駆動回路の
一実施例の構成を示す回路図であり、第２図に示した本
出願人が既に提案した電磁弁用ソレノイドの駆動回路と
同じ構成部材については同じ符号を付してある。

この実施例においてもパッケージ２の接続端子５、６
には２線式単安定ラッチングソレノイド１の両端が接続
され、パッケージ２の内部の正方向励磁用トランジスタ
Q₃、Q₆及び逆方向励磁用トランジスタQ₄、Q₆に接続され
ている。パッケージ２には電源端子V_cc、アース端子GND
のほか、正の指令信号を入力するための正入力端子７と
負の指令信号を入力するための負入力端子８が設けら
れ、入力端子７、８には図示しない制御装置からのパル
ス信号が入力されることも同様である。

また同様に、正方向励磁用トランジスタQ₃、Q₆は正入
力端子７側に接続された正方向スイッチングトランジス
タQ₁によって駆動され、逆方向励磁用トランジスタQ₄、
Q₅は逆入力端子８側に接続された逆方向スイッチングト
ランジスタQ₂によって駆動されるようになっている。な
お、逆励磁用トランジスタQ₄とコイル接続端子６との間
に逆方向励磁電流を制限する制限用抵抗R₁₁が設けられ
ていることも同様である。

一方、この実施例では、逆方向励磁用トランジスタQ₅
のベース側とアースの間に、トランジスタQ₇と抵抗
R₁₄，R₁₅とからなる逆方向駆動禁止回路が設けられてい
る。この逆方向駆動禁止回路の抵抗R₁₄の一端はトラン
ジスタR₇のベースと抵抗R₁₅の接続点に、他端は正入力
端子７に接続されており、正入力端子７に電圧が印加さ
れた時に、トランジスタQ₇がONするようになっている。
他方、正方向励磁用トランジスタQ₆のベース側とアース
の間に、トランジスタQ₈と抵抗R₁₆，R₁₇とからなる正方
向駆動禁止回路が設けられている。この正方向駆動禁止
回路の抵抗R₁₆の一端はトランジスタR₈のベースと抵抗R
₁₇の接続点に、他端は逆入力端子８に接続されており、
逆入力端子８に電圧が印加された時に、トランジスタQ₈
がONするようになっている。

以上のような構成の電磁弁用ソレノイドの駆動回路で
は、正入力端子７からの正方向のパルスが正方向スイッ
チングトランジスタQ₁に流れると、正方向励磁用トラン
ジスタQ₃、Q₆がONし、ソレノイド１に実線の矢印で示す
正方向の励磁電流が流れ、この励磁電流によってソレノ
イド１には巻線数に応じた磁力による駆動力が発生す
る。この時、正入力端子７からの正方向のパルスは抵抗
R₁₄、R₁₅にも流れ、トランジスタQ₇がONするので、逆方
向励磁用トランジスタQ₅のベースがトランジスタQ₇を通
じてアースされ、トランジスタQ₅はOFF状態となる。よ
って、正入力端子７に正方向のパルスが印加された状態
で逆入力端子８に逆方向のパルスが印加されても、逆方
向励磁用トランジスタQ₅はOFFのままなので逆方向の励
磁電流は生じないものとなる。

更に、逆入力端子８からの逆方向のパルスによって逆
方向スイッチングトランジスタQ₂がONしている状態で
は、前述と同様の作用によってトランジスタQ₈がONする
ので、正方向励磁用トランジスタQ₆はOFFとなり、正方
向の励磁電流は生じない。この結果、それぞれ一方が作
動状態では他方側の作動は停止され、回路内部の安全性
が保たれる。

このように、従来の電磁弁用ソレノイドの駆動回路に
おけるダイオードの順方向電圧降下よりもトランジスタ
Q₇，Q₈のコレクタ−エミッタ間電圧降下V_CEの方が小さ
く、トランジスタQ₅又はQ₆を充分にOFFすることができ
る。そして、ソレノイド１を駆動させる際には、従来の
ダイオードD₁，D₃による順方向電圧降下が発生しない
分、トランジスタQ₅，Q₆のオーバドライブファクタが得
られ、最低作動電圧が改善される。更に、トランジスタ
Q₃，Q₆又はトランジスタQ₄，Q₅のドロップ電圧が小さく
なることによって、ソレノイド１に有効な電圧が印加さ
れる。

〔考案の効果〕

以上実施例によって詳細に説明したように、この考案
による電磁弁用ソレノイドの駆動回路にあっては、回路
内部で一方側が入力されたなら確実に他方側の入力状態
が停止する構成となるので、別の入力禁止手段を設ける
必要が無くなり、ソレノイドの駆動回路を構成するパッ
ケージ内の回路構成を簡素化できる。更に、トランジス
タのオーバドライブファクタが得られ、最低作動電圧が
改善され、トランジスタのドロップ電圧を小さくできる
ことによってソレノイドに有効な電圧を印加することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかる電磁弁用ソレノイドの駆動回
路を示すブロック図、 第２図は本出願人が既に提案した電磁弁用ソレノイドの
駆動回路を示すブロック図である。 １……ソレノイド、２……パッケージ、Q₁……正方向ス
イッチングトランジスタ、Q₂……逆方向スイッチングト
ランジスタ、Q₃、Q₆……正方向励磁用トランジスタ、
Q₄、Q₅……逆方向励磁用トランジスタ、Q₇、Q₈……駆動
禁止用トランジスタ。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁弁などにスプリングと組み合わせて用
   いられる２線式ラッチングソレノイド（１）を正逆パル
   ス信号によって駆動するための電磁弁用ソレノイドの駆
   動回路であって、 ソレノイド（１）を正方向に励磁させるための正方向励
   磁手段（Q₃．Q₆）と、 ソレノイド（１）を逆方向に励磁させるための逆方向励
   磁手段（Q₄．Q₅）と、 外部からの入力信号によりONして正方向励磁手段（Q₃．
   Q₆）を駆動する正のスイッチング手段（Q₁）と、 外部からの入力信号によりONして逆方向励磁手段（Q₄．
   Q₅）を駆動する負のスイッチング手段（Q₂）と、 正のスイッチング手段（Q₁）がONの時に逆方向励磁手段
   （Q₄．Q₅）の駆動を禁止する第１の駆動禁止手段（Q₇）
   と、 負のスイッチング手段（Q₂）がONの時に正方向励磁手段
   （Q₃．Q₆）の駆動を禁止する第２の駆動禁止手段（Q₈）
   と、 を備えることを特徴とする電磁弁用ソレノイドの駆動回
   路。