JPH0258812A - 自己保持型ソレノイドの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明はソレノイドで吸着したプランジャを永久磁石
で吸着位置に保持する自己保持型ソレノイドに関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、自己保持型ソレノイドはコイルの励磁によりプラ
ンジャが所定位置まで吸着移動され、その移動後には永
久磁石によりプランジャを所定位置に保持し、コイルの
励磁は解除されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題１ ところが、上記のような自己保持型ソレノイドではプラ
ンジャが永久磁石で所定位置に保持されたとき同永久磁
石の保持力が最も強い。従って、この状態でソレノイド
に外部から機械的な衝撃が加わってプランジャが所定位
置からずれると永久磁石の保持力が低下し、この結果プ
ランジャが所定の吸着位置から離脱することがあるとい
う問題点があった。この発明の目的は様械的衝撃により
プランジャが所定の吸着位置から離脱した場合にはその
離脱を検出して自動的に吸着位置に復帰させ得る自己保
持型ソレノイドをソレノイド自身にプランジャの位置検
出センサを取付けることなく実現するにある。

発明の構成 ［課題を解決するための手段１ この発明は上記問題点を解決するために、コイルに励磁
電流を流してプランジャをヨークに対し吸着及び離脱さ
せ、そのプランジャを永久磁石で吸着位置に保持する自
己保持型ソレノイドにおいて、コイル非励磁時における
プランジャの移動に基いてコイル両端間に発生する逆起
電力を検出する検出回路と、その検出回路の検出信号に
基いてコイルを励磁してプランジャを吸着位置に復帰さ
せる駆動回路とを備えた構成としている。

［作用１ 上記手段により、永久磁石によるプランジャの自己保持
状態でプランジャが吸着位置から離脱しようとすると、
コイル両端間に発生する逆起電力が検出回路で検出され
、その検出信号に基いて駆動回路が動作してコイルが励
磁され、プランジャが吸着位置に復帰される。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明すると、第２図に示すように自己保持型ソレノイド１
はヨーク２内にコイル３及び環状の永久磁石４が連なっ
て配設され、そのコイル３及び永久磁石４内にプランジ
ャ５が移動可能に配設されている。そして、コイル３に
プランジャ吸着方向の励磁電流が流れると、第２図に示
すようにプランジャ５はその先端がヨーク２に当接する
位置まで移動され、この状態でコイル３の励磁電流が遮
断されるとプランジャ５は永久磁石４から発せられる磁
力線Ｂにより同図に示す位置に保持される。また、コイ
ル３に逆方向の励磁電流が流れると、コイル３に発生す
る磁力線により永久磁石４に抗してプランジャ５がヨー
ク２から離脱するようになっている。

次に、自己保持型ソレノイド１を制御する制御回路を第
１図に従って説明すると、前記コイル３に励磁電流を流
すための４個のＦＥＴ６ａ、６ｂ。

５ｃ、５ｄはブリッヂ接続され、その間にコイル３が接
続されている。また、各ＦＥＴ６ａ、６ｂ。

５ｃ、６ｄはゲートに１」レベルの信号が入力されると
オン状態となってドレイン電流が流れるものであり、Ｆ
ＥＴ６ａ、６Ｃのドレインには各ＦＥＴにドレイン電流
を流してコイル３を励磁するためのソレノイド川霧１７
のプラス側端子が接続され、そのソレノイド用電源のマ
イナス側端子はＦＥＴ６ｂ、６ｄのソース端子とともに
グランド線１４に接続されている。なお、各ＦＥＴ６ａ
、６ｂ、６ｃ、６ｄに２個ずつ接続されたダイオード８
は各ＦＥＴを保護するためのサージ吸収用ダイオードで
ある。

ＦＥＴ６ａ、６ｂとＦＥＴ６ｃ、６ｄのゲートにはそれ
ぞれ第−及び第二のゲート回路９．１０が接続され、両
回路９．１０には正負用電源１１からプラス電位の電源
電圧が供給されている。

第一のゲート回路９にはＡＮＤ回路１２を介して入力信
号が入力され、そのＡＮＤ回路１２の一方の入力端子Ｔ
１には前記ソレノイド１のプランジャ５を吸着位置に移
動させるための吸着信号が入力され、他方の入力端子は
インバータ１３を介してグランド線１４に接続されてい
る。従って、入力端子Ｔ１にＨレベルの信号が入力され
るとＡＮＤ回路１２から第一のゲート回路９にＨレベル
の信号が入力される。、第一のゲート回路９はＡＮＤ回
路１２からの入力信号に基いて動作し、出力端子Ｑ１．
Ｑ２から逆相の出力信号を出力する。

すなわち、ＡＮＤ回路１２からＨレベルの入力信号が入
力されると、常にはＬレベルである出力端子Ｑ１からの
出力信号ＳＧＩが第３図（ａ）に示すように一定時間だ
けＨレベルとなり、これに同期して常にはＨレベルにあ
る出力端子Ｑ２の出力信号ＳＧ２は第３図（ｂ）に示す
ようにＬレベルとなる。そして、出力端子Ｑ１は前記Ｆ
ＥＴ６ａ、５ｂのゲート端子に接続され、その出力信号
ＳＧＩがＨレベルとなると両ＦＥＴ６ａ、５ｂがオン状
態となり、そのドレイン電流がコイル３に矢印へ方向に
流れて前記プランジャ５がヨーク２に吸着されるように
なっている。

第一のゲート回路９の出力端子Ｑ２は抵抗Ｒ１及びコン
デンサＣを介してグランド線１４に接続され、コンデン
サＣのプラス側端子は第一の駆動回路１０のリセット端
子Ｒ８Ｉに接続されている。

このリセット端子Ｒ８Ｉはトルベルの信号を入力するこ
とにより出力端子Ｑ１のトルベルの出力信号ＳＧＩを直
ちにトルベルにリセットし、同時に出力端子Ｑ２のトル
ベルの出力信号ＳＧ２を直ちにトルベルにリセットする
ものである。そして、出力端子Ｑ２の出力信号ＳＧ２が
トルベルにある状態ではコンデンサＣが充電状態にある
ため、第３図（Ｃ）に示すようにリセット端子Ｒ３１に
はトルベルの入力信＠ＳＧ３が入力され、出力信号ＳＧ
２がトルベルに転換するとコンデンサＣと抵抗Ｒ１に基
く時定数により入力信号ＳＧ３の電位は徐々に低下する
が、その時定数は出力信号ＳＧ２の通常のトルベル転換
時間では入力信号ＳＧ３がトルベルまで低下することが
ないように設定されている。そして、以上のような第一
のゲート回路９、ＡＮＤ回路１２、インバータ１３及び
抵抗Ｒ１、コンデンサＣでプランジｔ５をヨーク２に吸
着させる第一の駆動回路２１が構成されている。

第二のゲート回路１０等で構成される第二の駆動回路２
２はリセット端子Ｒ８２が前記正負用電源１１のプラス
側端子に接続されてリセット動作が無効化されたこと以
外は第一の駆動回路２１と同一構成であり、入力端子Ｔ
２にはプランジャ５をヨーク２から離脱させるための離
脱信号が入力される。すなわち、入力端子Ｔ２にトルベ
ルの信号が入力されると前記第一の駆動回路９と同様に
常にはトルベルである出力端子Ｑ３からの出力信号ＳＧ
４が第４図（ａ、　）に示すように一定時間だけトルベ
ルとなり、これに同期して常にはトルベルにある出力端
子Ｑ４から出力信号ＳＧ５がトルベルとなる。

第二のゲート回路１０の出力端子Ｑ３は前記ＦＥＴ６Ｇ
、６ｄのゲート端子に出力され、その出力端子Ｑ３から
トルベルの出力信号ＳＧ４が出力されると同ＦＥＴ６ｃ
、６ｄがオン状態となり、そのドレイン電流がコイル３
に矢印Ｂ方向に流れ、プランジャ５がヨーク２から離脱
する方向に移動されるようになっている。また、出力端
子Ｑ４はＡＮＤ回路２０の一方の入力端子に接続されて
いて、第二のゲート回路１０がコイル３への励磁信号を
出力している時以外は同ＡＮＤ回路２ｏにトルベルの信
号を出力している・。

コイル３のＦＥＴ６ａ、６ｄ側の端子には抵抗Ｒ２及び
ダイオ゛−ド１８を介して反転増幅器１７のマイナス側
入力端子が接続され、同反転増幅器１７のプラス側入力
端子は抵抗Ｒ３を介してコイル３のＦＥＴ６ｂ、６ｃ側
の端子に接続されるとともに抵抗Ｒ４を介してグランド
線１４に接続されている。反転増幅器１７のプラス電源
入力端子は正負用電源１１のプラス側端子に接続されて
プラス電源が入力されている。また、グランド線１４は
正負用電源１１の中間電位部分が接続され、反転増幅器
１７のマイナス電源入力端子は正負用電源１１のマイナ
ス側端子に接続されてグランド電位より低いマイナス電
源が常時供給されている。

反転増幅器１７の出力端子はバッフ？アンプ１９を介し
て前記ＡＮＤ回路２０の他方の入力端子に接続され、そ
のＡＮＤ回路２０の出力端子は前記第一のゲート回路９
の入力端子Ｔ１に接続されている。そして、以上のよう
な反転増幅器１７を主として検出回路２３が構成されて
いる。

次に、上記のように構成された自己保持型ンレノイドの
駆動回路についてその作用を説明する。

さて、プランジャ５がヨーク２からｌｌ！ｉ脱した状態
から同プランジャ５を吸着位置に移動させるために入力
端子Ｔ１にトルベルの信号を入力すると、第一のゲート
回路９は出力端子Ｑ１から一定時間だけトルベルの出力
信号ＳＧ１を出力し、出力端子Ｑ２からＳＧ１と逆相の
出力信号ＳＧ２を出力する。そして、出力信号ＳＧ１に
よりＦＥＴ６ａ。

６ｂがオンされてコイル３が励磁され、プランジャ５が
ヨーク２に吸着される。そして、一定時間後に出力信号
ＳＧ１がトルベルに復帰してもプランジャ５は永久磁石
４の磁力により吸着位置に保持される。また、出力信号
ＳＧ２がトルベルとなる時間では第３図（Ｃ）に示すよ
うにリセット信号ＳＧ３がトルベルまで低下することは
ないので出力信号ＳＧ１．ＳＧ２がリセットされること
はない。

上記のように永久磁石の磁力により吸着位置に保持され
たプランジャ５が外部からの機械的な衝撃により吸着位
置からＩｌｌ　ＩＲしようとすると、コイル３を鎖交す
る永久磁石４の磁力線Ｂの鎖交数が変化するので、その
電磁誘導作用によりコイル３両端間において第５図（ａ
）に示すようにグランド電位Ｇに対しマイナス電位とな
る逆起電力ＳＧ６が発生する。この逆起電力ＳＧ６が反
転増幅器１７に入力されると、同反転増幅器１７は第５
図（ｂ）に示すＨレベルの出力信号ＳＧ７をバッファア
ンプ１９を介してＡＮＤ回路２０に出力し、この出力信
号に基いてＡＮＤ回路２０から同位相のＨレベルの出力
信号が第一のゲート回路９の入力端子Ｔ１に出力される
。

すると、第一のゲート回路９の出力端子Ｑ１から再度Ｈ
レベルの出力信＠ＳＧ１が一定時間出力され、ＦＥＴ６
ａ、６ｂがオンされてコイル３が励磁され、プランジャ
５が吸着位置に復帰する。

そして、出力信号ＳＧ１がＬレベルに復帰するとプラン
ジャ５は永久磁石４の磁力で吸着位置に保持され、プラ
ンジャ５が機械的衝撃等により吸着位置から離脱しよう
とするときには上記のような動作が繰返される。

一方、吸着位置にあるプランジャ５をヨーク２から離脱
させるには、入力端子Ｔ２にＨレベルの信号を入力する
と第二のゲート回路１０はその出力端子Ｑ３からＨレベ
ルの出力信号ＳＧ４が出力され、出力端子Ｑ４から逆相
の出力信号ＳＧ５が出力される。そして、出力信号ＳＧ
４によりＦＥＴ６ｃ、６ｄがオンされ、コイル３に矢印
Ｂ方向へ流れる励磁電流により永久磁石４の磁力に抗し
てプランジャ５がヨーク２から離脱する方向に移動され
る。このとき、出力信号ＳＧ５はＬレベルであるので、
コイル３に流れる励磁電流に基いて反転増幅器１７が動
作して同反転増幅器１７の出力信号がＨレベルとなった
としても、ＡＮＤ回路２０からＨレベルの信号が出力さ
れることはない。

また、コイル３のインダクタンスが大きい場合には第一
のゲート回路９の出力端子Ｑ１からのＨレベルの出力信
ＱＳＧＩに基いてコイル３に流れる励磁電流により、同
コイル３には第５図（Ｃ）に示す端子間電圧ＳＧ８が生
じる。すなわち、その端子間電圧ＳＧ８の立ち下がりに
おいてサージ電圧によりマイナス電位に達する逆起電力
５Ｇ８ａが発生し、この逆起電力５Ｇ８ａが前記逆起電
力ＳＧ６と同様に反転増幅器１７からＩ−ルベルの出力
信号ＳＧ７を出力させる。すると、第一の駆動回路９か
らの出力信＠ＳＧＩの立ち下がりに基いて反転増幅器１
７から出力される出力信号ＳＧ６により第一のゲート回
路９から出力信号ＳＧ１が繰返し出力されて同第−のゲ
ート回路９は発振状態となり第６図（ａ）に示す出力信
号ＳＧ９が出力される。

この出力信号ＳＧ９の出力にともなって第一のゲート回
路９の出力端子Ｑ２から第６図（ｂ）に示す出力信号５
Ｇ１０が出力される。この出力信号５Ｇ１０は時間幅の
小さいパルス以外はＬレベルであるので、第６図（Ｃ）
に示すようにリセット端子Ｒ８Ｉの入力信号５Ｇ１１の
電位は徐々に低下し、やがてその入力信号５Ｇ１１がＬ
レベルとなると出力端子Ｑ１．Ｑ２の出力信号ＳＧ９゜
５ＧＩＯはリセットされ、発振状態は停止される。

以上のようにこの自己保持型ソレノイド１ではヨーク２
に吸着されたプランジャ５が永久磁石４の磁力で自己保
持された状態でプランジャ５が吸着位置から＃を脱しよ
うとすると、コイル３に発生する逆起電力を検出し、そ
の検出に基いて第一のゲート回路９からプランジャ５を
ヨーク２に吸着するための出力信号ＳＧＩが出力されて
プランジャ５が自動的に再吸着される。従って、この自
己保持型ソレノイド１に外部がら機械的な衝撃等が加わ
ってプランジ１７５が離脱しようとしても同プランジャ
５がヨーク２に自動的に吸着し直されるので、同プラン
ジャ５を安定して吸着位置に保持することができる。ま
た、プランジャ５のＩｌｌ脱はコイル３に発生する逆起
電力で検出されるので、ソレノイド１にプランジャ５の
位置検出センサを別途設ける必要もない。

発明の効果 以上詳述したように、この発明はコイルに励磁電流を流
してプランジャをヨークに対し吸着及び離脱させ、その
プランジャを永久磁石で吸着位置に保持する自己保持型
ソレノイドにおいて、コイル非励磁時に機械的衝撃によ
りプランジャが所定の吸着位置から離脱した場合にはそ
の離脱を検出すると同時に自動的に吸着位置に復帰させ
て信頼性を向上させ得る自己保持型ソレノイドをプラン
ジャの位置検出センサを同ソレノイドに取付けることな
く実現することができる浸れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した自己保持型ソレノイドの
制御回路を示す回路図、第２図はその自己保持型ソレノ
イドの縦断面図、第３図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は第一のゲ
ート回路の入出力波形を示す波形図、第４図（ａ）（ｂ
）は第二のゲート回路の出力波形を示す波形図、第５図
（ａ＞（ｂ）は反転増幅器の入出力波形を示す波形図、
第５図（Ｃ）はコイルに励磁電流が流れる際のコイル端
子間電圧を示す波形図、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第
一のゲート回路の発振時における入出力波形を示す波形
図である。 コイル３、永久磁石４、プランジャ５、第一の駆動回路
２１、検出回路２３゜ 特許出願人　　　　　　シーケーデイ　株式会社代　理
　人　　　弁理士　　　恩１）博宣第６図（ａ） 第６図（ｂ） 第６図（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．コイルに励磁電流を流してプランジャをヨークに対
   し吸着及び離脱させ、そのプランジャを永久磁石で吸着
   位置に保持する自己保持型ソレノイドにおいて、 コイル（３）非励磁時におけるプランジャ（５）の移動
   に基いてコイル（３）両端間に発生する逆起電力を検出
   する検出回路（２３）と、 その検出回路（２３）の検出信号に基いてコイル（３）
   を励磁してプランジャ（５）を吸着位置に復帰させる駆
   動回路（２１）と、 を備えたことを特徴とする自己保持型ソレノイドの制御
   回路。