JPS5824693Y2 - 電磁式比例弁制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は温度、圧力、湿度変化に応じて制御する電磁式
比例弁制御装置に関する。

電磁式比例制御弁は空気調和装置等において制御すべき
温度に対応して燃料等の供給量を制御するものであるが
、通常、前記弁にあっては、弁体の動き始めは静摩擦力
に打ち勝つ力が発生するまで動かず、弁体が止まる時は
動摩擦力と駆動力が一致した時点で止まってしまい、摩
擦力に見合うだけの誤差が生じ正確な弁体の位置制御が
できない。

・そこで、弁体に微振動を与えて摩擦による誤差を減少
させた電磁比例弁の制御装置が従来公知である。

例えば実開昭４９−１０４５９５号の従来例として示さ
れた回路があり、これは第１図に示す如く、交流電源１
と、該交流電源１よりの交流を全波整流するブリッジ整
流器２と、該整流器２の直流側に直列接続されたＮＰＮ
）ランジスタ３、プランジャ駆動コイル４（以下弁コイ
ルという）および抵抗５と、前記トランジスタ３のベー
スニ接続され、制御対象の変位に対応してベース電位を
調整する電流調整回路８とより構成されている。

そして、その動作は制御対象が変位して電流調整回路８
より、該変位に応じた電流が送出されるので、トランジ
スタ３は整流波形の所望振幅においてオフ・オンし、弁
コイル４に通電する。

また電流調整回路８よりの電流が小さくなると、トラン
ジスタ３はオフとなり、弁コイル４への通電は遮断され
る。

以下同様な動作によって、トランジスタ３が電流調整回
路８よりの電流に対応した振幅でオン・オフするので、
弁コイル４にパルス信号が印加されて、弁体は微振動す
ることになる。

この制御装置にあっては耐久性の点て伺題があった。

それは、弁体摺動部が絶えず微振動による摺動状態にあ
るためである。

本考案が解決しようとする技術的課題は弁動作時のみ弁
体な微振動させることができるようにすることである。

そして、上記課題を解決するために講じた技術的手段は
、 （１）脈動成分を有する電圧を発生する電源回路に弁コ
イルと制御用トランジスタを直列接続し、（２）前記弁
コイルと制御用トランジスタに平滑回路とスイッチ回路
との直列回路を並列接続し、（３）制御信号回路を′前
記制御用トランジスタのベース端子と微分回路の入力端
子に接続すると共に前記微分回路の出力端子を前記スイ
ッチ回路の入力端子に接続する、 ことである。

上記技術的手段は、次の様に作用する。

制御信号がある一定の値を保っている時は、微分回路の
出力は零となり、スイッチ回路をオンさせる。

このため、平滑回路が電源回路に接続されて電源の脈動
成分を吸収するので、弁コイルには脈動成分を含まない
直流電圧が供給されて弁体は振動しない。

また、制御信号が変化している時は、微分回路に出力が
表われスイッチ回路をオフし平滑回路を電源回路から切
り離す。

このため弁コイルには脈動成分を含んだ直流電圧が供給
され、弁体が微振動する。

従って弁の作動時にのみ微振動する。

本考案は、次の特有の効果を生じる。

制御信号が変化していない時、すなわち、弁が停止して
いる時は直流電圧が印加されるので、弁体に微振動が起
らず異音が発生せず静かであると共に交流外による弁コ
イルの発熱を少なくできる等の効果を有する。

以下、前記技術的手段の一実施例を第２図のブロック図
により説明する。

なお、第１図と同一回路は同一符号を付し説明は省略す
る。

本実施例においては、電源回路２に弁コイル４と制御ト
ランジスタＴ１を含む駆動回路９との直列回路と、平滑
回路１０とスイッチ回路１１との直列回路とを並列接続
し、また制御信号回路８と前記駆動回路９におけるトラ
ンジスタＴ１のベースを微分回路１２の入力端子に接続
し、前記微分回路１２の出力端子を前記スイッチ回路１
１の制御端子に接続したものである。

次に上記構成の動作を説明するに、温度や湿度による環
境変化が生じて、制御信号回路８よりの制御信号に変化
が生じると、この信号は微分回路１２で微分される。

この微分回路１２よりの微分出力によってスイッチ回路
１１はオフとなり、平滑回路１０がアースから浮くこと
になるので、弁コイル４には脈動電圧が印加され、従っ
て弁体は微振動する。

なお、駆動回路９のトランジスタＴ１は制御信号回路８
よりの環境に応じた制御信号によって、弁体の開度を制
御する。

次に前記第２図のブロック図の詳細を第３図に示す。

なお、符号は第２図と対応して示しである。

電源回路２はダイオードブリッジ回路２ａと平滑コンデ
ンサＣ１とからなり、平滑回路１０は平滑コンデンサＣ
４からなる。

制御信号回路８は、ブリッジ回路８ａ、増幅回路８ｂ、
積分回路８ｃ、加算回路８ｄとより構成されている。

そしてブリッジ回路８ａにおいては、抵抗Ｒｏ乃至Ｒ５
、可変抵抗ｖＲ１，ＶＲ２およびサーミスタＴｈによっ
てブリッジが形成されている。

ブリッジ回路８ａの点Ａ、Ｂは増幅回路８ｂの増幅器Ｑ
１の反転端子および非反転端子にそれぞれ接続され、増
幅器Ｑ１の出力端子は可変抵抗ＶＲ３を介して加算回路
８ｄの増幅器Ｑ３の反転端子と、積分回路８ｃのコンデ
ンサＣ３を有する増幅器Ｑ２の反転端子にそれぞれ接続
されている。

増幅器Ｑ３の出力端子は、弁コイル４の駆動回路９内の
トランジスタＴ１のベースに抵抗Ｒ１１を介して、また
トランジスタＴ１のコレクタはコンデンサＣ１の＝端に
、エミッタは出力端子０ＵＴ１に接続されている。

駆動回路９の出力は出力端子ＯＵＴ １，０ＵＴ２を介
して弁コイル４に印加されている。

なお、１４は３端子ボルテージレギユレーター４ａを含
む公知の定電圧回路を示し、正および負の直流電圧±ｖ
ＣＣが供給されている。

本実施例においては弁体の開度を制御する上記構成の他
に、ヒステリシスを小さくするための次の構成を有する
。

すなわち平滑用コンデンサＣ１と並列に、コンデンサＣ
４とトランジスタＴ２の直列回路が接続されている。

トランジスタＴ２のベースは、抵抗Ｒ２□ を介して整
流器２ａの正出力端子と、ホトカプラＨ、Ｈ２のホトト
ランジスタのコレクタとに接続されている。

ホトトランジスタの工くツタは整流器２ａの負出力端子
に接続されている。

増幅器Ｑ３の出力端子はコンデンサＣ５、抵抗Ｒ１８，
Ｒ１９よりなる微分回路に接続され、抵抗Ｒ１８，Ｒ１
９との接続点は非反転端子が接地された増幅器Ｑ４の反
転端子に接続されている。

増幅器Ｑ４の出力端子はホトカプラＨ１゜Ｈ２の発光ダ
イオードのカソードとアノードに接続されており、発光
ダイオードの他のアノードとカッ〒ドは接地されている
。

次にその動作を説明する。

サーミスタＴｈはその抵抗値が温度により変化するから
、温度変化によりブリッジ回路８ａのバランスが変化し
、増幅回路８ｂには温度変化に対応して信号が印加され
る。

この信号は系を安定にしオフセットを無くす積分回路８
ｃによって積分される一方、加算回路８ｄにも印加され
るので、増幅器Ｑ１により増幅された信号と積分された
信号とは加算回路８ｄにおいて加算される。

この加算信号は駆動回路９のトランジスタＴ１のベース
に印加され、増幅された後、トランジスタＴ１のエミッ
タから出力端子０ＵＴ１を介して弁コイル４に印加され
、弁体の開度を温度に対応して制御する。

出力端子ＯＵＴ １ 。２間の電圧■は、温度がｔｌか
らｔ２まで上昇する間に、最高値Ｖｍａｘ から最低
値Ｖｍ ｉ ｎ まで略直線的に低下する。

弁体は最低電圧Ｖｍｉｎで全閉、最高電圧Ｖｍａ ｘ
で全開の状態となるが、その特性上最低電圧Ｖｍ ｉ
ｎ でも駆動されるよ５一定の電圧が供給されるよ
うになっている。

−力増幅器Ｑ３の出力信号は微分回路により微分されて
増幅器Ｑ４に印加され□、増幅器Ｑ４の負または正の微
分出力信号はホトカブラＨ１またはＨ２の発光ダイオー
ドを発光させるから、対応するホトトランジスタを導通
させる。

温度が一定の場合トランジスタＴ２はそのベースに整流
器２ａから正電圧が印加されているから導通状態にある
が、温度が変化しホトトランジスタが導通すると、その
ベースにＯ電圧が印加されることになるからトランジス
タＴ２は非導通となる。

すなわち温度変化があるとコンデンサＣ４が平滑回路か
ら切離されることになるので、トランジスタＴ１のエミ
ッタ、従って出力端子０ＵＴ１と０ＵＴ２どの間にはり
ツプルの大きな脈流電圧（第４図参照）が供給される。

これにより弁コイル４内の弁体に微少な振動を与え、ヒ
ステリシスを小さくすることができる。

勿論温度変化がない時は微分回路に出力が発生しないの
で一定の直流電圧が出力端子に供給される。

従って弁体に微少な振動を長時間加えることによる損傷
を抑制すること□ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における電磁式比例弁制御装置の一例を示
すブロック図、第２図は本考案に係る電磁式比例弁制御
装置の一実施例を示すブロック図、第３図は同上のより
具体的な回路図、１第４図は出力端子に発生する脈流電
圧の波形図である。 ２・・・・・・電源回路、４・・・・・・弁コイル、８
・・・・・・制御信号回路、９・・・・・・駆動回路、
１０・・・・・・平滑回路、１１・・・・・・スイッチ
回路、１２・・・・・・微分回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 脈動成分を有する電圧を発生する電源回路に弁コイルと
   制御用トランジスタを直列接続し、前記弁コイルと制御
   用トランジスタに平滑回路とスイッチ回路との直列回路
   を並列接続し、制御信号回路を前記制御用トランジスタ
   のベース端子と微分回路の入力端子に接続すると共に前
   記微分回路の出力端子を前記スイッチ回路の入力端子に
   接続して戒る電磁式比例弁制御装置。