JPH07146713A - 電磁加振器の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率を向上する。耐圧の低いスイッチング素
子を使用可能にする。 【構成】 スイッチングトランジスタＱ１とダイオード
Ｄ１をこの順に接続した第１の直列回路と、ダイオード
Ｄ２とスイッチングトランジスタＱ２をこの順に接続し
た第２の直列回路とを、直流電源の正側ＶDDと負側ＧＮ
Ｄの間に並べて接続し、電磁コイルＬを、スイッチング
トランジスタＱ１−ダイオードＤ１接続点とダイオード
Ｄ２−スイッチングトランジスタＱ２接続点の間に接続
してなる電磁加振器の制御装置１。 【効果】 電磁コイルＬに蓄積されたエネルギーをスイ
ッチングトランジスタＱ１，Ｑ２のオフ時に直流電源に
返すので、効率を向上できる。スイッチングトランジス
タＱ１，Ｑ２にオフ時にかかる電圧は略直流電源の電圧
に等しいので、耐圧の低いスイッチングトランジスタを
使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁加振器の制御方
法および装置に関し、さらに詳しくは、効率を向上させ
ることが出来ると共に耐圧の低いスイッチング素子を使
用することが出来る電磁加振器の制御方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の電磁加振器の制御装置の
一例を示す説明図である。この電磁加振器の制御装置５
１は、直流電源のＶDDとＧＮＤの間に、電磁コイルＬと
スイッチングトランジスタＱの直列回路を接続し、さら
に、前記電磁コイルＬと並列にスナバ回路６１を接続し
て、基本的に構成されている。スナバ回路６１は、抵抗
ＲとコンデンサＣとを並列に接続し、その並列回路と直
列にダイオードＤを接続した構成である。

【０００３】スイッチングトランジスタＱをオン／オフ
することを繰り返し、電磁コイルＬを断続的に励磁して
板バネＢを振動させると、フィーダＦなどが加振され、
粉体や粒体が滑らかに落下する。

【０００４】前記スナバ回路６１は、スイッチングトラ
ンジスタＱをオフした時に電磁コイルＬに生じる逆起電
力を吸収し、スイッチングトランジスタＱを保護する働
きをしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電磁加振器
の制御装置５１では、効率が悪い問題点がある。すなわ
ち、スイッチングトランジスタＱのオン時に電磁コイル
Ｌに蓄積されたエネルギーを、スナバ回路６１の抵抗Ｒ
により消費させている。このため、エネルギーが無駄に
消費され、効率が悪くなる。また、上記従来の電磁加振
器の制御装置５１では、耐圧の高いスイッチングトラン
ジスタＱを用いなければならない問題点がある。すなわ
ち、スナバ回路６１の抵抗Ｒが小さいと、図６の（ａ）
に示すように、コイル電流ＩL の切れが悪くなり、電磁
コイルＬの磁界が０にならず、板バネＢの振幅が小さく
なってしまう。このため、抵抗Ｒが大きくしているが、
そうすると逆起電力の吸収が十分でなくなり、図６の
（ｂ）に示すように、スイッチングトランジスタＱのコ
レクタ電圧Ｖｃが大きな電圧Ｖｍとなる。このため、耐
圧の高いスイッチングトランジスタＱを用いる必要があ
る。この発明は、上記問題点を解消することを目的とし
てなされたものであって、効率を向上させることが出来
ると共に、耐圧の低いスイッチング素子を使用すること
が出来る電磁加振器の制御方法および装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、この発
明は、電磁コイル（Ｌ）を断続的に励磁することで機械
的振動を生じせしめる電磁加振器の制御方法において、
直流電源と電磁コイル（Ｌ）の間に、スイッチング素子
（Ｑ１，Ｑ２）を直流電源から電磁コイル（Ｌ）へ電流
を供給可能に接続すると共に、ダイオード（Ｄ１，Ｄ
２）を電磁コイル（Ｌ）から直流電源へ電流を供給可能
に接続し、前記スイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２）をオン
／オフすることを断続的に繰り返し、前記オン時に前記
直流電源から前記スイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２）を介
して前記電磁コイル（Ｌ）に電流を供給し、そのオン時
に前記電磁コイル（Ｌ）に蓄積されたエネルギーを前記
オフ時に前記電磁コイル（Ｌ）から前記ダイオード（Ｄ
１，Ｄ２）を介して前記直流電源に返すことを特徴とす
る電磁加振器の制御方法を提供する。

【０００７】第２の観点では、この発明は、電磁コイル
（Ｌ）を断続的に励磁することで機械的振動を生じせし
める電磁加振器の制御装置において、第１のスイッチン
グ素子（Ｑ１）と第１のダイオード（Ｄ１）をこの順に
接続した第１の直列回路と、第２のダイオード（Ｄ２）
と第２のスイッチング素子（Ｑ２）をこの順に接続した
第２の直列回路とを、直流電源の正側（ＶDD）と負側
（ＧＮＤ）の間に並べて接続し、前記電磁コイル（Ｌ）
を、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）−第１のダイ
オード（Ｄ１）の接続点と前記第２のダイオード（Ｄ
２）−第２のスイッチング素子（Ｑ２）の接続点との間
に接続し、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および
第２のスイッチング素子（Ｑ２）を同時にオン／オフす
ることを繰り返し、前記オン時に前記直流電源から前記
第１のスイッチング素子（Ｑ１）および第２のスイッチ
ング素子（Ｑ２）を介して前記電磁コイル（Ｌ）に電流
を供給すると共に、そのオン時に前記電磁コイル（Ｌ）
に蓄積されたエネルギーを前記オフ時に前記電磁コイル
（Ｌ）から前記第１のダイオード（Ｄ１）および前記第
２のダイオード（Ｄ２）を介して前記直流電源に返すこ
と特徴とする電磁加振器の制御装置（１）を提供する。

【０００８】

【作用】この発明の電磁加振器の制御方法および装置で
は、スイッチング素子がオフした時、電磁コイルからダ
イオードを通じて直流電源に電流を逆に流し、電磁コイ
ルに蓄積されたエネルギーを直流電源に返す。このた
め、エネルギーの無駄な消費がなく、効率を向上でき
る。また、スイッチング素子にかかる電圧は、ほぼ直流
電源の電圧に等しくなるので、耐圧の比較的低いスイッ
チング素子を使用することが出来る。さらに、電磁コイ
ルに蓄積されたエネルギーが速やかに直流電源に返され
るため、コイル電流も早めに切れ（電磁コイルの磁界が
早めに０になり）、板バネＢの振幅が小さくなることも
防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図１は、この発明の電磁加振器の制
御装置の一実施例を含む要部説明図である。この電磁加
振器の制御装置１は、直流電源の正側ＶDD（例えば＋３
００Ｖ）と負側ＧＮＤの間に、第１のスイッチングトラ
ンジスタＱ１と第１のダイオードＤ１とをこの順に接続
した第１の直列回路と、第２のダイオードＤ２と第２の
スイッチングトランジスタＱ２とをこの順に接続した第
２の直列回路とを、並べて接続し、前記第１のスイッチ
ング素子Ｑ１−第１のダイオードＤ１の接続点と前記第
２のダイオードＤ２−第２のスイッチング素子Ｑ２の接
続点との間に、電磁コイルＬを接続して、基本的に構成
されている。なお、コンデンサＣ１は、直流電源の一部
である。

【００１０】図２に示すように、前記第１のスイッチン
グ素子Ｑ１および第２のスイッチング素子Ｑ２を同時に
オンすると、直流電源から第１のスイッチング素子Ｑ１
および第２のスイッチング素子Ｑ２を介して電流Ｉonが
電磁コイルＬに供給され、電磁コイルＬで磁界が発生す
る。そこで、磁力により板バネＢが変形する。図３の
（ａ）に示すように、前記第１のスイッチング素子Ｑ１
および第２のスイッチング素子Ｑ２を同時にオフする
と、直流電源から電磁コイルＬに電流が供給されなくな
るので、電磁コイルＬで磁界が０になる。そこで、磁力
により変形していた板バネＢが復元する。これを繰り返
すと、板バネＢが振動し、フィーダＦなどが加振され、
粉体や粒体が滑らかに落下する。

【００１１】さて、図３の（ｂ）に示すように、直流電
源から電磁コイルＬに電流が供給されなくなると、電磁
コイルＬに逆起電力ＶL が生じ、ダイオードＤ１，Ｄ２
を通じて、電流Ｉｏffが直流電源に流れる。すなわち、
電磁コイルＬに蓄積されていたエネルギーが直流電源に
返される。このため、エネルギーの無駄な消費がなくな
り、効率が向上する。

【００１２】第１のスイッチングトランジスタＱ１のコ
レクタ−エミッタ間電圧ＶQ1は、ダイオードＤ１の順方
向電圧（例えば１Ｖ）をＶｄとすると、 ＶQ1＝ＶDD＋Ｖｄ≒ＶDD となる。図４の（ａ）に、電圧ＶQ1の変化を示す。同様
に、第２のスイッチングトランジスタＱ２のコレクタ−
エミッタ間電圧ＶQ2は、 ＶQ1＝ＶDD＋Ｖｄ≒ＶDD となる。図４の（ｂ）に、電圧ＶQ2の変化を示す。図４
の（ａ）（ｂ）と、図６の（ｂ）を比較すれば、スイッ
チングトランジスタＱ１，Ｑ２の耐圧が、比較的低くて
もよいことが判る。

【００１３】電磁コイルＬの逆起電力ＶL は、 ＶL＝ＶDD＋２・Ｖd であるから、電磁コイルＬに蓄積されたエネルギーを速
かに放出するのに十分な電圧であり、図４の（ｃ）に示
すように、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２のオフ
時、コイル電流ＩL は速やかに“０”となる。従って、
コイル電流ＩL の切れは良好であり、板バネＢの振幅が
小さくなることはない。

【００１４】

【発明の効果】この発明の電磁加振器の制御方法および
装置によれば、電磁コイルに蓄積されたエネルギーを電
源に返すから、効率を向上できる。また、スイッチング
素子にかかる電圧がほぼ直流電源の電圧に等しくなるか
ら、耐圧の低いスイッチング素子を使用できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電磁加振器の制御装置の一実施例を
示す要部説明図である。

【図２】図１の電磁加振器の制御装置におけるスイッチ
ングトランジスタがオン時の動作説明図である。

【図３】図１の電磁加振器の制御装置におけるスイッチ
ングトランジスタがオフ時の動作説明図である。

【図４】図１の電磁加振器の制御装置における各部の信
号波形図である。

【図５】従来の電磁加振器の制御装置の一例を示す要部
説明図である。

【図６】図５の電磁加振器の制御装置における各部の信
号波形図である。

【符号の説明】

１ 電磁加振器の制御装置 Ｑ１ 第１のスイッチングトランジスタ Ｑ２ 第２のスイッチングトランジスタ Ｄ１ 第１のダイオード Ｄ２ 第２のダイオード Ｆ フィーダ Ｂ 板バネ Ｌ 電磁コイル ５１ 電磁加振器の制御装置 ６１ スナバ回路 Ｒ 抵抗 Ｃ コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルを断続的に励磁することで機
   械的振動を生じせしめる電磁加振器の制御方法におい
   て、 直流電源と電磁コイルの間に、スイッチング素子を直流
   電源から電磁コイルへ電流を供給可能に接続すると共
   に、ダイオードを電磁コイルから直流電源へ電流を供給
   可能に接続し、前記スイッチング素子をオン／オフする
   ことを断続的に繰り返し、前記オン時に前記直流電源か
   ら前記スイッチング素子を介して前記電磁コイルに電流
   を供給し、そのオン時に前記電磁コイルに蓄積されたエ
   ネルギーを前記オフ時に前記電磁コイルから前記ダイオ
   ードを介して前記直流電源に返すことを特徴とする電磁
   加振器の制御方法。
2. 【請求項２】 電磁コイルを断続的に励磁することで機
   械的振動を生じせしめる電磁加振器の制御装置におい
   て、 第１のスイッチング素子と第１のダイオードをこの順に
   接続した第１の直列回路と、第２のダイオードと第２の
   スイッチング素子をこの順に接続した第２の直列回路と
   を、直流電源の正側と負側の間に並べて接続し、前記電
   磁コイルを、前記第１のスイッチング素子−第１のダイ
   オードの接続点と前記第２のダイオード−第２のスイッ
   チング素子の接続点との間に接続し、前記第１のスイッ
   チング素子および第２のスイッチング素子を同時にオン
   ／オフすることを繰り返し、前記オン時に前記直流電源
   から前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチ
   ング素子を介して前記電磁コイルに電流を供給すると共
   に、そのオン時に前記電磁コイルに蓄積されたエネルギ
   ーを前記オフ時に前記電磁コイルから前記第１のダイオ
   ードおよび前記第２のダイオードを介して前記直流電源
   に返すことを特徴とする電磁加振器の制御装置。