JPH0428209A - ソレノイドの動作状態検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はソレノイドの動作状態検出装置に係り、より詳
細には、例えば開閉弁や切換え弁などを作動し、その状
態に保持するためなどに使用されるラッチングソレノイ
ドなどのソレノイドの動作状態を検出するソレノイドの
動作状態検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、開閉弁や切換え弁などを作動させる場合、開閉
制御信号や切換え制御信号の入力に応じてソレノイド駆
動回路がラッチングソレノイドに駆動電流を流すことに
よってラッチングソレノイドを駆動し、このラッチング
ソレノイドの駆動によって弁を作動するようになってい
る。

このような場合、制御信号を入力しても弁が作動されな
いことがあるので、制御信号の入力後に弁が確実に作動
されたかどうかを確認することが必要になる。

従来、この弁作動の確認を行うために、ラッチングソレ
ノイドが発生ずる漏洩磁束中にリードスイッチを設置し
、漏洩磁束がラッチングソレノイドの動作状態によって
互いに異なることを利用してリードスイッチをオン・オ
フＩＩＪ　Ｊ卸することによりラッチングソレノイドの
動作状態を示すアンサバンク信号を発生ずるようにした
ソレノイドの動作状態検出装置が使用されている。

しかし、上述した従来のソレノイドの動作状態検出装置
の構成では、漏洩磁束の大小によりリードスイッチをオ
ン・オフ駆動してアンサバック信号を発生しているので
、リードスイッチの接触片が切離する磁束レヘルにバラ
イ」きがあると、ソレノイドの動作状態を確実にアンサ
ハックできなくなるため、リードスイッチの設置位置を
微妙に調整することが必要になる。特に、効率すなわち
性能の向−１−を図ったソレノイドの場合には、漏洩磁
束が極端に少なくなるため、上述したリードスイッチの
オン・オフ動作の不正確さが益々顕著になる。また、リ
ードスイッチは機械的な接触片を有しているため、接触
片の摩耗などによって故障する可能性が高いなど信頼性
の点で劣るという問題もある。

そこで本出願人は、ソレノイドの動作状態を面倒な調整
を必要とすることなく、確実に検出できると共に、信頼
性の向上を図った新規のソレノイドの動作状態検出装置
を提案した。

この提案の装置は、交流信号（例えば正弦波信号）をソ
レノイドのコイルに流し、該コイルに流れた交流信号と
、元の交流信号との位相差を検出することにより、ソレ
ノイドの動作状態を検出するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、−に記提案のソレノイドの動作状態検出装置で
は、交流信号（例えば正弦波信号）をソレノイドのコイ
ルに流し、該コイルに流れた交流信号と、元の交流信号
との位相差を検出することにより、ソレノイドの動作状
態を検出するものであるため、ソレノイドの動作状態を
検出するまでの時間が長くなり、また構成も複雑である
という問題があった。

よって本発明は、ソレノイドの動作状態を短時間で検出
でき、構成も簡単なソレノイドの動作状態検出装置を提
供することを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

」二層課題を解決するため本発明により成されたソレノ
イドの動作状態検出装置は、第１図の基本構成図に示す
ように、ソレノイド１の可動片１゜を第１の状態から第
２の状態に、又は第２の状態から第１の状態にそれぞれ
駆動する第１又は第２の駆動電流を該ソレノイド１のコ
イル■−に流し、その後の該ソレノイド１の動作状態を
検出するソレノイドの動作状態検出装置において、前記
第１又は第２の駆動電流を前記ソレノイド１のコイルＬ
に流した後、該ソレノイド１のコイル［、に流ず検出信
号を出力する検出信号出力手段５ａと、前記検出信号を
流したときレノイド１のコイルＬの両端に発生する電圧
と基準電圧とを比較する比較手段４と、前記検出信号を
所定時間遅延する遅延手段６と、前記比較手段４と遅延
手段６の各出力によりソレノイド１の動作状態を検出す
る検出手段７とを備えることを特徴としている。

〔作用〕

上記構成において、ソレノイド１のコイルｒ７に第１又
は第２の駆動電流を流した後、検出信号出力手段５ａよ
り該コイルＬに検出信号を流し、コイルＬ５の両端に発
生する電圧と基準電圧とを比較手段４にて比較し、この
ときソレノイド１の第１又は第２の動作状態によりコイ
ルＬのインダクタンスが相異なるので、コイルＬの両端
に発生ずる電圧波形が動作状態によって異なり、比較手
段４の比較出力も動作状態によって異なる。そこで検出
手段７は、遅延手段６からの遅延された検出信号と比較
手段４からの出力とにより、ソレノイド１の動作状態を
検出することができる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明によるソレノイドの動作状態検出装置の
一実施例を示す回路ブロック図であるが、該実施例を説
明する前に、本発明の動作原理を第３図について説明す
る。

第３図はガス遮断弁への一例を示し、同図において、ガ
ス遮断弁Ａば、ラッチングソレノイド１と、該ラッチン
グソレノイド１により作動される弁体１０と、該弁体１
０により開閉される弁孔１１１を有する弁座１１とによ
り構成されている。

また、ラッチングソレノイド１は、コイルし、可動片１
．及び磁石Ｍｇより構成されていて、可動片１．には上
記弁体１０が一体に設けられている。

ガス遮断弁Ａは、弁体１０が弁座１１に当接していると
きには弁孔１１１が閉じられ弁閉状態（第３図右側）と
なり、当接していないときには弁孔１１、が開かれ弁開
状態（第３図左側）となる。

以上のような構成において、弁体１０が弁座１１に当接
している弁閉状態にあるとき、ラッチングソレノイド１
のコイルＬに直流弁開電流を流すと、可動片１、が励磁
される。この励磁された可動片】１の磁極が磁石Ｍｇの
磁極と一致するように２Ｆ記弁開電流の方向を設定する
と、可動片１１がスプリングに抗して磁石Ｍｇに吸引さ
れ、ごれによって弁体１０が弁座１１から離れて弁開状
態となる。

また、弁開状態からコイルＬに前記弁開電流と逆方向の
直流弁閉電流を流すと、可動片１１は磁石Ｍｇの磁力を
減少させる方向の磁極となるように励磁されるので、そ
れまで磁石Ｍｇに吸引されていた可動片１．と磁石Ｍｇ
との間のスプリングの力が働いて可動片１１が移動し、
弁体１０が弁座１１に当接して弁閉状態となる。

なお、ランチングソレノイド川は、弁開から弁閉又は弁
閉から弁開状態に移行するとき弁閉駆動電流又は弁開駆
動電流が所定期間コイルしにそれぞれ流され、その後該
駆動電流が流されなくなっても、弁体１０をその状態に
維持（ラッチ）できるように構成されている。

ここで、ラッチングソレノイド１のコイルＩ５のインダ
クタンスについて考察すると、弁閉時における可動片１
．とコイルＬとの磁気的結合は弁開時における磁気的結
合に比して大きくなる。従って、前者の磁束は後者の磁
束より大きくなるため、弁閉時におけるコイルＬのイン
ダクタンスは弁開時のインダクタンスより大きくなる。

第２図に戻り、本発明によるソレノイドの動作状態検出
装置の実施例について説明する。

ラッチングソレノイド川のコイルＩ７の両端には弁駆動
回路２が接続され、該コイルＬには抵抗Ｒ１、トランジ
スタＱ１　、Ｑ２が電ｒｊ、ＶＣＣニ対シテ直列接続さ
れ、トランジスタＱ２にはコンデンサＣ１が並列に接続
されている。コイル■７の出力電圧はダイオードＤ、、
Ｄ２にょろりミッタを介してアンプ３に入力され、その
出力電圧はコンパレータ４に入力される。該コンパレー
タ４の他方の入力にば電源Ｖｃｃを抵抗Ｒ２と半固定抵
抗Ｒ：ｌにより分圧された基準電圧が印加されている。

また、５ば予め定めたプログラムに従って動作するマイ
クロコンピュータ（ＣＰＵ）であり、外部信号に応じて
弁駆動回路２に対して弁開制御信号又は弁閉制御信号を
出力すると共に、トランジスタＱ、、Ｑ２に対して検出
要求信号を出力する。

該検出要求信号は遅延回路６にも入力され、その遅延出
力がＤフリップフロップより構成されるラッチ回路７の
Ｄ入力に供給される。更に該ランチ回路７のＣＫ（クロ
ック）入力にはコンパレータ４の出力が供給される。そ
してラッチ回路７のＱ出力がＣＰＵ５にアンザバック信
号として入力され、これによってＣＰＵ５は弁開及び弁
閉状態を判断する。

以上の構成において、その動作を第４図に示ずＣＰＵ５
が実行する仕事を示すフローチャートと、第５図（ａ）
乃至（ｊ）の各部波形図とを参照して説明する。

ＣＰＵ５はその最初のステップＳ１において弁駆動回路
２に対し弁開制御信号（第５図（ａ））又は弁閉制御信
号（第５図（ｂ））を出力する。どちらの制御信号を出
力するかは、ＣＰ　Ｕ　５が外部から人力される信号に
基づいて決定する。今、ガス遮断弁Ａが弁開状態にあっ
て、ＣＰＵ５が弁閉制御信号（第５図（ａ））を出力し
たとする。ＣＰ　Ｕ　５が出力する弁閉制御信号は弁駆
動回路２に入力され、これに応じて弁駆動回路２は、そ
の出力端子Ｃを１ルベル、出力端子ｄをＬレベルにして
、ラッチングソレノイド１のコイル■７に対して出力端
子Ｃから出力端子ｄの方向に所定時間直流弁閉駆動電流
（第５図（Ｃ））を流す。このことによって上述したよ
うに可動片ＩＩが駆動されてガス遮断弁Ａが弁閉状態と
なる（第５図（ｅ））。

次にステップＳ２に進み、ＣＰ　Ｕ　５は検出要求信号
を所定時間出力しく第５図（ｆ））、１−ランジスタＱ
Ｉ　、Ｑ２をオンさせる。これによりコイルＬには電源
Ｖｃｃより検出電圧が印加され、コイルＬの出力電圧が
アンプ３によって増幅され、増幅された出力（第５図（
（２））がコンパレータ４に入力される。該アンプ３の
出力はコイル■、のインダクタンスと抵抗Ｒ３の時定数
によって立下がる。そこでコンパレータ４は該コイルＬ
の電圧と基準電圧とを比較し、コイル■−の電圧が基準
電圧より大きい期間ｔ１ではコンパレータ４の出力はＨ
レベルに反転する（第５図（１１）　）。−力検出要求
信号は遅延回路６により所定時間ｔ。遅延され（第５図
（ｊ））ラッチ回路７のＤ入力に供給される。ラッチ回
路７はＤ入力とＣＫ入力にそれぞれ供給された遅延出力
とコンパレータ出力とにより、Ｑ出力の極性が決定され
る。

すなわち、上述のように遮断弁Ａの弁閉時におけるコイ
ル■、のインダクタンスは、弁開時のインダクタンスよ
り大きくなる。従って、検出要求信号を供給したときの
立下り時定数ば弁閉時の方が弁開時より大きくなるので
、第５図（ｇ）のようにコイルＬの出力電流は弁閉時の
方が弁開時より長時間に渡って流れることにより、コン
パレータ４の出力も第５図（ｈ）のようにＩ］レベルの
期間ｔ、が弁閉時の方が長くなる。

一方遅延回路６からの出力は、弁開及び弁開の状態に拘
らず第５図（ｉ）のように検出要求信号から所定時間も
。遅延されているので、ラッチ回路７のＱ出力は第５図
（ｊ）のように１．＞１．のとき（弁開から弁閉状態に
なったとき）にはＨレベルとなり、１．、＜１８のとき
（弁閉から弁開状態になったとき）にはＬレベルとなる
。

なお、上記構成において、遅延回路６を別途膜けずに、
検出要求信号出力後にＣＰＵ内部に備えたタイマ等によ
り所定時を計時し、計時後の信号をＣＰ　Ｕ　５より直
接遅延信号としてラッチ回路７に供給してもよい。

更にランチ回路７　（Ｄフリップフロップ）の機能をＣ
ＰＵ５が行うようにしてもよく、その場合にはラッチ回
路７を省略できる。

〔効果〕

以」二説明したよ・うに本発明によれば、ソレノイドの
コイルに検出信号を流し、コイルの両端に発生ずる電圧
と基準電圧とを比較し、このときソレノイドの動作状態
によりコイルのインダクタンスが相異なることによって
比較出力も動作状態によって異なり、この電圧比較の結
果と遅延された検出信号とにより、ソレノイドの動作状
態を検出するようにしているので、位相比較によって検
出するようにした従来のものに比べて、　弁開及び弁開
の各状態を短時間で検出することができ、しかも簡単な
構成で実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるソレノイドの動作状態検出装置の
基本構成を示す図、 第２図は本発明によるソレノイドの動作状態検出装置の
一実施例を示す回路プロ・ンク図、第３図は本発明のソ
レノイド動作原理を説明するための説明図、 第４図は第２図中のＣＰＵが行う仕事を示すフローチャ
ート、 第５図は第２図中の各部の波形を示す図である。 １・・・（ラッチング）ソレノイド、１′・・・可動片
、２・・・弁駆動回路、５ａ・・・ｃｐｕ　（検出信号
出力手段）、４・・・コンパレータ（比較手段）、６・
・・遅延回路（遅延手段）、７・・・ラッチ回路（検出
手段）、Ｌ・・・コイル、Ａ・・・ガス遮断弁。 図 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ソレノイドの可動片を第１の状態から第２の状態に、
   又は第２の状態から第１の状態にそれぞれ駆動する第１
   又は第２の駆動電流を該ソレノイドのコイルに流し、そ
   の後の該ソレノイドの動作状態を検出するソレノイドの
   動作状態検出装置において、 前記第１又は第２の駆動電流を前記ソレノイドのコイル
   に流した後、該ソレノイドのコイルに流す検出信号を出
   力する検出信号出力手段と、前記検出信号を流したとき
   レノイドのコイルの両端に発生する電圧と基準電圧とを
   比較する比較手段と、 前記検出信号を所定時間遅延する遅延手段と、前記比較
   手段と遅延手段の各出力によりソレノイドの動作状態を
   検出する検出手段とを備える、ことを特徴とするソレノ
   イドの動作状態検出装置。