JP3147211B2 - 電磁アクチュエ−タの制御装置 - Google Patents
電磁アクチュエ−タの制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁アクチュエータの
制御装置に関し、特に電磁コイルの焼損を防止するフェ
イルセーフ回路に関する。
制御装置に関し、特に電磁コイルの焼損を防止するフェ
イルセーフ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の電磁アクチュエータの焼
損を防止するフェイルセーフ回路としては、図２に示す
ような温度フューズを用いるのが一般的であった。
損を防止するフェイルセーフ回路としては、図２に示す
ような温度フューズを用いるのが一般的であった。
【０００３】すなわち、電磁コイル１００に温度フュー
ズ１０１を取付け、電磁コイル１００に流れる電流によ
り発熱し、温度が温度フューズ１０１の定格温度に達す
ると温度フューズ１０１が溶断し、電磁コイル１００に
流れる電流を止めることにより、電磁コイル１００の焼
損を防止するようになっていた。
ズ１０１を取付け、電磁コイル１００に流れる電流によ
り発熱し、温度が温度フューズ１０１の定格温度に達す
ると温度フューズ１０１が溶断し、電磁コイル１００に
流れる電流を止めることにより、電磁コイル１００の焼
損を防止するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電磁アクチュエータの制御装置にあっては、溶
断した温度フューズ１０１は交換しない限り復帰不能で
あり、装置が停止してしまうという問題があった。
た従来の電磁アクチュエータの制御装置にあっては、溶
断した温度フューズ１０１は交換しない限り復帰不能で
あり、装置が停止してしまうという問題があった。
【０００５】また、温度フューズ１０１の取付位置や放
熱状態によって、温度フューズ１０１が溶断する温度が
ばらついてしまい、場合によっては電磁コイル１００が
焼損するおそれがある。
熱状態によって、温度フューズ１０１が溶断する温度が
ばらついてしまい、場合によっては電磁コイル１００が
焼損するおそれがある。
【０００６】本願発明は、上記した従来技術の課題を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、電磁コイルの焼損を確実に防止でき、しかも温度が
低下すると自動復帰可能で、かつ外乱の影響のない電磁
アクチュエータの制御装置を提供することにある。
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、電磁コイルの焼損を確実に防止でき、しかも温度が
低下すると自動復帰可能で、かつ外乱の影響のない電磁
アクチュエータの制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を達成するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、電磁コイルを備えた電磁アクチ
ュエータと、前記電磁コイルに電力を供給する直流電源
と、を備えた電磁アクチュエータの制御装置において、
前記電磁コイルに直列接続される抵抗手段と、該抵抗手
段による電圧降下が、前記電磁コイルの許容最大温度時
の許容電圧降下より大きいか小さいかを比較する比較手
段と、該比較手段により電圧降下が許容電圧降下より大
きい場合には前記電磁コイルへの通電を切り、電圧降下
が許容電圧降下より小さい場合には電磁コイルへ通電を
続行するスイッチ手段と、を備えていることを特徴とす
る。
に、本発明にあっては、電磁コイルを備えた電磁アクチ
ュエータと、前記電磁コイルに電力を供給する直流電源
と、を備えた電磁アクチュエータの制御装置において、
前記電磁コイルに直列接続される抵抗手段と、該抵抗手
段による電圧降下が、前記電磁コイルの許容最大温度時
の許容電圧降下より大きいか小さいかを比較する比較手
段と、該比較手段により電圧降下が許容電圧降下より大
きい場合には前記電磁コイルへの通電を切り、電圧降下
が許容電圧降下より小さい場合には電磁コイルへ通電を
続行するスイッチ手段と、を備えていることを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】本発明にあっては、電磁コイルに通電して温度
が上昇するにつれ、電磁コイルに流れる電流値が変化す
る。この電流値の変化によって、電磁コイルに直列に接
続される抵抗手段の電圧降下が変化し、この電圧降下の
変化は電磁コイルの温度変化に依存することになる。
が上昇するにつれ、電磁コイルに流れる電流値が変化す
る。この電流値の変化によって、電磁コイルに直列に接
続される抵抗手段の電圧降下が変化し、この電圧降下の
変化は電磁コイルの温度変化に依存することになる。
【０００９】そこで、比較手段によって、抵抗手段の電
圧降下を電磁コイルの許容最大温度時の許容電圧降下よ
り大きいか小さいかを比較する。そして、電圧降下が許
容電圧降下より大きい場合には、スイッチ手段によって
電磁コイルへの通電を切り、電圧降下が許容電圧降下よ
り小さい場合には電磁コイルへ通電を続行する。
圧降下を電磁コイルの許容最大温度時の許容電圧降下よ
り大きいか小さいかを比較する。そして、電圧降下が許
容電圧降下より大きい場合には、スイッチ手段によって
電磁コイルへの通電を切り、電圧降下が許容電圧降下よ
り小さい場合には電磁コイルへ通電を続行する。
【００１０】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
する。
【００１１】図１(ａ)には本発明の一実施例に係る電磁
アクチュエータの制御装置のブロック図を示している。
ここでは、電磁アクチュエータとして、図１(ｂ)に示す
ように、コイル抵抗の違うプルコイル１と、ホールドコ
イル２を備えたソレノイド３を制御する場合を例にとっ
て説明するものとする。
アクチュエータの制御装置のブロック図を示している。
ここでは、電磁アクチュエータとして、図１(ｂ)に示す
ように、コイル抵抗の違うプルコイル１と、ホールドコ
イル２を備えたソレノイド３を制御する場合を例にとっ
て説明するものとする。
【００１２】このソレノイド３は、固定鉄心４と、固定
鉄心４と同軸的に配置されるロッド５を備えた可動鉄心
６と、固定鉄心４と可動鉄心６とを取り囲むように配置
されるコイル部７と、固定鉄心４と可動鉄心６間の磁気
回路を構成するためのヨーク部材８と、を備えている。
鉄心４と同軸的に配置されるロッド５を備えた可動鉄心
６と、固定鉄心４と可動鉄心６とを取り囲むように配置
されるコイル部７と、固定鉄心４と可動鉄心６間の磁気
回路を構成するためのヨーク部材８と、を備えている。
【００１３】可動鉄心６は、固定鉄心４から所定距離離
間した第１位置ａから固定鉄心４に吸着される第２位置
ｂまでストロークする。そして、第１位置ａから第２位
置ｂまで可動鉄心６を引く際には大きい磁力を必要とす
るためにプルコイル１とホールドコイル２の双方に通電
し、引き終わりの第２位置ｂにおいては可動鉄心６を保
持するためにホールドコイル２のみに通電するように制
御される。
間した第１位置ａから固定鉄心４に吸着される第２位置
ｂまでストロークする。そして、第１位置ａから第２位
置ｂまで可動鉄心６を引く際には大きい磁力を必要とす
るためにプルコイル１とホールドコイル２の双方に通電
し、引き終わりの第２位置ｂにおいては可動鉄心６を保
持するためにホールドコイル２のみに通電するように制
御される。
【００１４】図１(ａ)には、このソレノイド１の制御回
路を示している。
路を示している。
【００１５】制御回路を簡単に説明すると、直流電源に
プルコイル１とホールドコイル２が接続され、プルコイ
ル１とホールドコイル２には、それぞれパワートランジ
スタ１１，１２が接続されている。すなわち、各パワー
トランジスタ１１，１２のコレクタ端子１１ｃ，１２ｃ
がプルコイル１とホールドコイル２に接続され、ベース
端子１１ｂ，１２ｂにスタートスイッチ１３を介して直
流電源１４が接続され、エミッタ端子１１ｅ，１２ｅが
接地されている。
プルコイル１とホールドコイル２が接続され、プルコイ
ル１とホールドコイル２には、それぞれパワートランジ
スタ１１，１２が接続されている。すなわち、各パワー
トランジスタ１１，１２のコレクタ端子１１ｃ，１２ｃ
がプルコイル１とホールドコイル２に接続され、ベース
端子１１ｂ，１２ｂにスタートスイッチ１３を介して直
流電源１４が接続され、エミッタ端子１１ｅ，１２ｅが
接地されている。
【００１６】そして、プルコイル１側の回路には、スタ
ートスイッチ１３がオンしてから所定時間経過するとタ
イムアップして通電を切るタイマー１５が設けられてい
る。このタイマー１５はスイッチ手段としてのトランジ
スタ１６を介してパワートランジスタ１１，１２に接続
されている。すなわち、タイマー１５の出力端子がトラ
ンジスタ１６のベース端子１６ｂに接続され、トランジ
スタ１６のコレクタ端子１６ｃがパワートランジスタ１
１のベース端子１１ｂに接続され、トランジスタ１６の
エミッタ端子１６ｅが接地されている。
ートスイッチ１３がオンしてから所定時間経過するとタ
イムアップして通電を切るタイマー１５が設けられてい
る。このタイマー１５はスイッチ手段としてのトランジ
スタ１６を介してパワートランジスタ１１，１２に接続
されている。すなわち、タイマー１５の出力端子がトラ
ンジスタ１６のベース端子１６ｂに接続され、トランジ
スタ１６のコレクタ端子１６ｃがパワートランジスタ１
１のベース端子１１ｂに接続され、トランジスタ１６の
エミッタ端子１６ｅが接地されている。
【００１７】スタートスイッチ１３をオンすると、パワ
ートランジスタ１１，１２がオンとなり、プルコイル１
とホールドコイル２の双方に直流電流が流れ、可動鉄心
６が第１位置ａから第２位置ｂに移動する。そして、所
定時間経過するとタイマー１５がタイムアップして出力
信号を出し、トランジスタ１６がオンとなる。これによ
りプルコイル駆動用のパワートランジスタ１１がオフと
なり、プルコイル１への通電が切られ、ホールドコイル
２のみによって可動鉄心６が固定鉄心４に吸着保持して
いる。
ートランジスタ１１，１２がオンとなり、プルコイル１
とホールドコイル２の双方に直流電流が流れ、可動鉄心
６が第１位置ａから第２位置ｂに移動する。そして、所
定時間経過するとタイマー１５がタイムアップして出力
信号を出し、トランジスタ１６がオンとなる。これによ
りプルコイル駆動用のパワートランジスタ１１がオフと
なり、プルコイル１への通電が切られ、ホールドコイル
２のみによって可動鉄心６が固定鉄心４に吸着保持して
いる。
【００１８】一方、スタートスイッチ１３をオフする
と、パワートランジスタ１２がオフとなり、ホールドコ
イル２もオフとなる。
と、パワートランジスタ１２がオフとなり、ホールドコ
イル２もオフとなる。
【００１９】そして、プルコイル１にはストロークする
間の短時間であっても大電流が流れるので、連続通電や
頻繁な動作を繰り返す間には焼損するおそれがある。そ
こで、このプルコイル１について、焼損防止用のフェイ
ルセーフが働くように構成している。
間の短時間であっても大電流が流れるので、連続通電や
頻繁な動作を繰り返す間には焼損するおそれがある。そ
こで、このプルコイル１について、焼損防止用のフェイ
ルセーフが働くように構成している。
【００２０】すなわち、プルコイル１には抵抗ＲGが直
列に接続され、この抵抗ＲGによる電圧降下Ｖcが、増幅
器１７によって増幅され、電圧変動補正器１８を介して
補正されて比較手段としてのコンパレータ１９に接続さ
れる。電圧変動補正器１８の補正用の電源ＶEは、直流
電源１４の電源電圧ＶSを抵抗１９ａ，１９ｂで分圧す
ることによって得られる。
列に接続され、この抵抗ＲGによる電圧降下Ｖcが、増幅
器１７によって増幅され、電圧変動補正器１８を介して
補正されて比較手段としてのコンパレータ１９に接続さ
れる。電圧変動補正器１８の補正用の電源ＶEは、直流
電源１４の電源電圧ＶSを抵抗１９ａ，１９ｂで分圧す
ることによって得られる。
【００２１】コンパレータ１９では、プルコイル１の許
容最大温度時の許容電圧降下より大きいか小さいかを比
較するもので、出力端子が前記タイマー１５と同様に、
スイッチ手段としてのトランジスタ１６のベース端子１
６ｂに接続されている。
容最大温度時の許容電圧降下より大きいか小さいかを比
較するもので、出力端子が前記タイマー１５と同様に、
スイッチ手段としてのトランジスタ１６のベース端子１
６ｂに接続されている。
【００２２】ここで、プルコイル１の抵抗（Ｒｃ0）
は、２０［°Ｃ］における電気抵抗をＲ20、温度係数を
α、プルコイルの温度ｔとすると、図１(ｃ)に示すよう
に、Ｒｃ0＝Ｒ20［１＋α（ｔー２０）］となることか
ら、上記したようにプルコイル回路に直列に抵抗ＲGを
挿入し、この抵抗の電圧降下（ＶG）により電流（ＩP）
を求めている。
は、２０［°Ｃ］における電気抵抗をＲ20、温度係数を
α、プルコイルの温度ｔとすると、図１(ｃ)に示すよう
に、Ｒｃ0＝Ｒ20［１＋α（ｔー２０）］となることか
ら、上記したようにプルコイル回路に直列に抵抗ＲGを
挿入し、この抵抗の電圧降下（ＶG）により電流（ＩP）
を求めている。
【００２３】ここで、２０［°Ｃ］のプルコイルの抵抗
をＲCとすると、ＩP＝ＶG／ＲG≒ＶS／ＲCとなる。これ
は、図１(ａ)の抵抗ＲG及びパワートランジスタ１１の
０Ｎ抵抗が小さくＩPに影響しないためである。
をＲCとすると、ＩP＝ＶG／ＲG≒ＶS／ＲCとなる。これ
は、図１(ａ)の抵抗ＲG及びパワートランジスタ１１の
０Ｎ抵抗が小さくＩPに影響しないためである。
【００２４】この時、電流（ＩP）は通電による発熱の
為、プルコイル１が加熱されて次式の（Ｉph）に変化す
る。
為、プルコイル１が加熱されて次式の（Ｉph）に変化す
る。
【００２５】 Ｉph＝ＶGh／ＲG≒ＶS／ＲC［１＋α（ｔhー２０）］ 常識でｔhは加熱された時のプルコイル１の温度であ
る。
る。
【００２６】そこで、抵抗ＲGの電圧降下に着目すると
ＶG＝ＲG・ＶS／ＲC ＶGh＝ＲG・ＶS／ＲC［１＋α（ｔhー２０）］ ＶG／ＶGh＝［ＲG・ＶS／ＲC］／［ＲG・ＶS／ＲC｛１
＋α（ｔhー２０）｝］＝１＋α（ｔhー２０） これより、抵抗ＲGの電圧降下の変化はプルコイル１の
温度のみに依存し、これによりプルコイル１の温度によ
る抵抗変化分を知ることになる。
ＶG＝ＲG・ＶS／ＲC ＶGh＝ＲG・ＶS／ＲC［１＋α（ｔhー２０）］ ＶG／ＶGh＝［ＲG・ＶS／ＲC］／［ＲG・ＶS／ＲC｛１
＋α（ｔhー２０）｝］＝１＋α（ｔhー２０） これより、抵抗ＲGの電圧降下の変化はプルコイル１の
温度のみに依存し、これによりプルコイル１の温度によ
る抵抗変化分を知ることになる。
【００２７】そこで、抵抗ＲGの電圧降下ＶGとプルコイ
ルの許容最大温度時の電圧降下ＶGMAX（一定電圧として
コンパレータに供給）とを比較し、ＶG＞ＶGMAXの条件
の時はコンパレータ１９が出力を出し、トランジスタ１
６をオンさせてプルコイル１に電流を供給するパワート
ランジスタ１１をオフにし、プルコイル１に流れる電流
を止める。
ルの許容最大温度時の電圧降下ＶGMAX（一定電圧として
コンパレータに供給）とを比較し、ＶG＞ＶGMAXの条件
の時はコンパレータ１９が出力を出し、トランジスタ１
６をオンさせてプルコイル１に電流を供給するパワート
ランジスタ１１をオフにし、プルコイル１に流れる電流
を止める。
【００２８】プルコイル１が冷却され、温度が下がり、
ＶG＜ＶGMAXの条件になれば自動復帰し、再びプルコイ
ル１に電流を流すことができるようになる。
ＶG＜ＶGMAXの条件になれば自動復帰し、再びプルコイ
ル１に電流を流すことができるようになる。
【００２９】また、タイマー１５はスタートスイッチ１
３が入ってからロッド５が引き込まれる間だけプルコイ
ル１に電流が流れるように制御している。
３が入ってからロッド５が引き込まれる間だけプルコイ
ル１に電流が流れるように制御している。
【００３０】ホールドコイル２に流れる電流は小さく発
熱には余り寄与しない。すなわち、ホールドコイル２に
ついては、固定鉄心４に吸着している状態なので小電流
で十分であり、長時間通電していても焼損するおそれは
ない。したがって、この実施例ではフェイルセーフ回路
を構成していないが、プルコイル１と同様にフェイルセ
ーフ回路を構成してもよい。
熱には余り寄与しない。すなわち、ホールドコイル２に
ついては、固定鉄心４に吸着している状態なので小電流
で十分であり、長時間通電していても焼損するおそれは
ない。したがって、この実施例ではフェイルセーフ回路
を構成していないが、プルコイル１と同様にフェイルセ
ーフ回路を構成してもよい。
【００３１】尚、この実施例ではコイル部をホールドコ
イルとプルコイルに分けた例について説明したが、単一
のコイルのソレノイドについても同様に適用できるし、
ソレノイドに限らず、電磁コイルを備えた他の電磁アク
チュエータについても同様に適用できる。
イルとプルコイルに分けた例について説明したが、単一
のコイルのソレノイドについても同様に適用できるし、
ソレノイドに限らず、電磁コイルを備えた他の電磁アク
チュエータについても同様に適用できる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度上昇による電磁コイルの抵抗変化を、電磁コイルに
直列接続した抵抗手段による電圧降下として検出し、電
圧降下が電磁コイルの許容最大温度時の許容電圧降下よ
り大きいか小さいかを比較して電磁コイルへの通電を制
御するようにしたので、電磁コイルの焼損を防止すると
共に、電磁コイルの温度が下がれば自動復帰し、電磁コ
イルに通電を開始することができる。
温度上昇による電磁コイルの抵抗変化を、電磁コイルに
直列接続した抵抗手段による電圧降下として検出し、電
圧降下が電磁コイルの許容最大温度時の許容電圧降下よ
り大きいか小さいかを比較して電磁コイルへの通電を制
御するようにしたので、電磁コイルの焼損を防止すると
共に、電磁コイルの温度が下がれば自動復帰し、電磁コ
イルに通電を開始することができる。
【００３３】また、抵抗手段の電圧降下を利用して電磁
コイル自体の温度変化を扱うため、外乱が入らず、確実
な電磁コイルの保護を図ることができる。
コイル自体の温度変化を扱うため、外乱が入らず、確実
な電磁コイルの保護を図ることができる。
【図１】図１(ａ)は本発明の電磁アクチュエータの制御
装置のブロック図、同図(ｂ)は電磁アクチュエータの一
例を示す図、同図(ｃ)は温度による電磁コイルの抵抗変
化を示す図である。
装置のブロック図、同図(ｂ)は電磁アクチュエータの一
例を示す図、同図(ｃ)は温度による電磁コイルの抵抗変
化を示す図である。
【図２】図２は従来の電磁アクチュエータの制御回路図
である。
である。
１ プルコイル ２ ホールドコイル ３ ソレノイド ４ 固定鉄心 ５ ロッド ６ 可動鉄心 ７ コイル部 ８ ヨーク部材 ａ 第１位置 ｂ 第２位置 １１，１２ パワートランジスタ １１ｃ，１２ｃ コレクタ端子 １１ｂ，１２ｂ ベース端子 １１ｅ，１２ｅ エミッタ端子 １３ スタートスイッチ １４ 直流電源 １５ タイマー １６ トランジスタ（スイッチ手段） １６ｃ コレクタ端子 １６ｂ ベース端子 １６ｅ エミッタ端子 ＲG 抵抗 １７ 増幅器 １８ 電圧変動補正器 １９ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−18305（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−308414（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 7/18
Claims (1)
- 【請求項１】電磁コイルを備えた電磁アクチュエータ
と、前記電磁コイルに電力を供給する直流電源と、を備
えた電磁アクチュエータの制御装置において、 前記電磁コイルに直列接続される抵抗手段と、 該抵抗手段による電圧降下が、前記電磁コイルの許容最
大温度時の許容電圧降下より大きいか小さいかを比較す
る比較手段と、 該比較手段により電圧降下が許容電圧降下より大きい場
合には前記電磁コイルへの通電を切り、電圧降下が許容
電圧降下より小さい場合には電磁コイルへ通電を続行す
るスイッチ手段と、を備えていることを特徴とする電磁
アクチュエータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32957894A JP3147211B2 (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 電磁アクチュエ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32957894A JP3147211B2 (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 電磁アクチュエ−タの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162325A JPH08162325A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3147211B2 true JP3147211B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=18222922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32957894A Expired - Fee Related JP3147211B2 (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 電磁アクチュエ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147211B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11620488B1 (en) * | 2017-09-14 | 2023-04-04 | Jason Lund | Systems, devices, software, and methods for simulating interactions between organisms consisting of fireflies, frogs and snakes in electronic devices |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10360621A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Bosch Rexroth Ag | Elektrische Schaltungsanordnung für die Ansteuerung eines magnetbetätigten Fluidik-Ventils |
| JP6244765B2 (ja) * | 2013-09-18 | 2017-12-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1994
- 1994-12-01 JP JP32957894A patent/JP3147211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11620488B1 (en) * | 2017-09-14 | 2023-04-04 | Jason Lund | Systems, devices, software, and methods for simulating interactions between organisms consisting of fireflies, frogs and snakes in electronic devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08162325A (ja) | 1996-06-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001121 |
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