JPS59221437A - 負荷リアクタンス素子の駆動装置 - 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】 技術分野 本発明にｆ」荷すアクタンヌ素子（キャパシタンヌ累子
またはインダクタンス素子）の駆動装置に関する。本発
明による装置は容量性せたは誘導性の電気負荷を間欠的
に正負逆方向に駆動する場合に用いられる。

従来技術 従来このわ！の負荷全圧および負電圧に交互に駆動する
り置においては、第１図１のように正負２笛源Ｂｌ、Ｂ
２ｉ設は各々の電源と負荷ＬＤとを断続するスイッチ素
子ＳＷＩ、、ＳＷ２を設け、所定のタイミングにて該ス
イッチ素子をオン・オフする方法、才たけ第２図のよう
にスイッチ素子ＳＷＩ〜ＳＷＪをブリッジに朽成し、相
補的にオン・オフする方法などがとられていた。このよ
うな駆動方法では、直流電源またはスイッチ素子の数が
増え高仙１、複雑であるという問題点がある。

発明の目的 本発明の目的は、容量性負荷の場合はコイルを、誘導性
負荷の場合はコンデンサ全負荷に１１列に接続し、両者
の容量とインダクタンスにより共振回路全構成するとい
う着想にもとづき、単一電源を用い比較的簡−中な構成
により、負荷の正負両方向の駆動全正確に行うことにあ
る。

発明の構成 本発明においては、基本的形態として、負荷リアクタン
ヌ素子と負荷リアクタンス素子と内列に直列リアクタン
ス素子を接続し、該負荷リアクタンス素子と該直列リア
クタンス素子により共振回路を構成し、該共振回路と電
源との間および該共振回路と払地軍位との間にそれぞれ
共振の半周期だけ清８通するスイッチング素子を接続し
、該スイッチング素子両者を交互に間欠的に導通させて
負荷の電流方向を切換え得るようにされた負荷リアクタ
ンス素子の駆動装置が提供される。

本発明においては、客月性負荷全前提とする形態として
、負荷キャパシタンヌ累子と負荷キャパシタンス素子と
直列に直列インダクタンス素子金？糾（７、該負荷キャ
パシタンス素子と該直列インダクタンフ、累子により共
振回路を梧成し、該共振回路と五１；源との間および該
共振回路と接地電位との間にそねそれ共振の半周期だけ
導通するスイッチング素子を接続し、該スイッチング素
子両者を交互に間欠的に導通させて負荷のη１流方向全
切換え（ｆｌるようにばれた負荷キャパシタンヌ素子の
駆動装置が提供、される。

本４明においてｌ’１．　Ｈ導性負荷全前提とする形態
として、負荷インダクタンス素子と負荷インダクタンス
素子と前列に直列キャパシタンス素子を接続し、該負荷
インダクタンス素子と該部列キャ／４’シタンス累子に
より共振回路を構成し、該共振回路と電源との間および
該共振回路と接地電位との間にそ第１それ共振の半周期
だけ導通ずるスイッチング素子を接続し、該スイッチン
グ素子両者全文力に間欠的に漕′通させて負荷のｉＩ流
方向を切換λ。

摺るようにさｉまたｆ′Ｉ荷インダクタンス素子の駆動
−１，！＝　ｌ？＋が提供さｔする。

実施例 本発明の容量性負荷形態の一実施例としての負荷リアク
タンス原子の駆動装β゛７が」３図に示される。

？ｄｆ、　３　図ｔＤ装置は負荷としてキャパシタ７　
ｙ、　ｌｆ、　子が用いられる場合で、電歪アクチュエ
ータの駆動に適した例である。第３図装置は燃料噴射シ
ステムにおける電歪アクチュエータを用いた噴射ノズル
に用いられる。燃料噴射システム自体は従来の電磁弁を
用いた電子式燃料噴射システムと同様な構成であるため
曲明を省略する。

第３図装ＭＶｃおいて、１けηイ歪アクチュエータを利
用した噴射ノズル装置である。１１０はハウジングでそ
の内部にけ電歪アクチュエータ１ｏ１が収納されている
。電歪アクチーエータ１０１け直径１５闘、厚さ０．５
　ｔａｎのＰＺＴを多数枚か層したもので、→・５００
Ｖの重圧を印加すると５０μｍ伸長し、−２００Ｖの電
圧を印加すると元にＩｊｔｒｒむものである。電歪アク
チュエータ１０１からはリードｆｍ１０２がグロメット
１０３を貝通して外部へ１１１力づノ１．でおり、後述
のＡｆｆｒ＜動回路によりＴｐｑ的に胎動される。π・
歪アクチュエータＩＱＩＯ上ψ六下如、ｉには電気的絶
絣のためインシュレータ］０４．］、、０５がはさＸ２
である。

１「）６けピストンでハウジング１１０内のシリンダ部
】１１に油密に力・ん合しており、さらに油漏り、　ｆ
防ぐためにＯリング１０７がピストンの中１’Ｌｆ１部
に入第１である。１０８け即バネで、前記ピストン１０
６、インシュレータ１０４，１０５、電１車アクチュエ
ータ１０１を上方へ適当な圧力で圧線している。ハウジ
ング１１０には外部より燃料を（Ｊｌ給する入カポ−）
１１２７５’、設けてあり％　（ｔ］：！ｉｉｊにｐり
た通路１１３がハウジング１１０の下端面１１．４にμ
ト］口している。

１２０ｈバルプゼデイでハウジング１１０とはネジ部１
１５でネジこまれ一体となっている。パルプボディｂ壌
状の通路１２１が詐けてあり、先ノ辿路１１３と連通し
ている。バルブぎディ１２０の中心部にはシリンダ部１
２２があり、バルブ１３０が糾み込ｔｉている。シリン
ダ部１２２とバルブ１３０のピストン部１３１とは油密
に摺動するようになっている。

バルブ１３０の下端は列？イツトタイプの外聞弁杵造と
なっており、／−２ット部１３２とノ々ルブ？ディ１２
０に設けられたバルブシート部１２３とでシートラ行う
。バルブ１３０の上方にはストッ／ｆ１３３がありスプ
リング１３４でノぐルブ１３０を上方へ押し上げバルブ
ｔｒ３ＩＪじる働きをする。

さらにバルブボディｌ　２０　Ｋは段部１２４があり、
バルブ１３０が下方へ移動したときストツノや１３３が
肖接することによりバルブ１３０のストロークを一定に
する′ようになっている。１３６の空間は油な≠りで、
通路１２５により前記り状通路１２１に避辿し燃料で充
満されている。通路１２５からはオリフイ７１２６を有
する通路１２７′ｆ！：通り、？−ル１２８を用いたチ
ェック弁１２９を経てｄ？ング室１０９に辿じている。

噴射ノズル装置１はバルブボディ１２０のネジ部１４０
１Ｃ，１ニジエンジン吸気管５２に装着されている。＠
免官５２の下流はエンジン燃焼室５３へつながる。上流
如゛ヌロットル機構５４を経てエア２０−枦ＭＮ　５５
　＊よびエアクリーナ５６につながっている。エアフロ
ー快構５５は例えば公知の熱１７４風速Ｈ１を用いたも
のであり、空気流量に比例した定圧を発生する。

７は制御１回路で、従来のｔＨ子式燃旧噴射システムに
用いられているものとＦとんど同じ構成であり、前記エ
アフロー機構５５からの信号と、図示しないイグナイタ
により駆動される唐人コイル８３の１次側マイナス九１
子からのエンジン回転数４３号が入力は力ている。ここ
では図示していないが、さらに水温七ンサ、吸気温セン
サ、０２センサ熔の信号を接続することができる。

制御回路７は、上記エアフロー枠構の吸入空気量とエン
ジン回転数の情報から火床燃料量を演算し、必要に応［
：て各種補正を加えて、エンジン回転に同期したパルス
信号を駆動回路へ出力する。

この駆動信号の時間幅が燃料量に対応している。

３け炉Ｉ、動回路で、制御回路７からの駆動信号を＋５
００Ｖ、−２００Ｖの電圧に変換して電歪アクチュエー
タ全所動する。詳細については後述する。

九ｌ上の構成における噴射ノズル装〃イ１の作動金以下
説明する。定圧リリーフ弁６２を有するフィードパテン
プ６３により燃料タンク６１から圧送された約３　ｋｌ
　／　ｃｍ’の燃料は入力ポート１１２がら噴射ノズル
装＃１へ入る。この燃料は通路１１３を逆って舅状辿路
１２１を通りさらに通路１２５を通り油だまり＋−ｔ３
６に充満する。

今、電歪アクチュエータ１０１への印加電圧が一２００
Ｖとすると電歪アクチュエータ１２１Ｆｉ縮んでいるた
め？ング♀１０９の圧力けフィード圧とｔ９は同じにな
っている。沖だまシ１３６の圧力が）にルブ１３０に作
用する力はバランスしているため　、１？ンプ室圧力と
バルブ１３０の断面杓できまる力がバルブ１３０に下向
きに作用するが、スプリング１３４の力の方がこねより
も大きく設定しであるため、バルブ１３０け上方へ押し
上げられたままである。したがってポペット部１３２と
バルブシート１２３け密着しておシ、燃料の唄射は行わ
れ々い。

次に霜−歪アクチュエータ１０１へ＋５００ｖが印加さ
れると電歪アクチュエータ１０１は５０μｍ伸長しよう
とする。このときピストン１０６は皿バネ］０８に抗し
て下向きに押さり、るが、チェック弁］２７は閉じてい
るためポンプ♀の圧力は上昇−ｔ−ル。ビア）ン１０６
とノ々ルプ１３０の面積比を２５＝１とすると、ピスト
ン１０６の動き（５０μｍ）は２５倍に増幅されてノ々
ルブ１３０全動〃ル、１．２５ｍｍのストロークが得ら
れることになる。しかし、バルブ１３０が下方へ下がる
とヌトッノ月３３が段部１２４に当接しノ々ルプ１３０
のストロークは常にｌＷｍに規制される。これは、電歪
アクチュエータ１０１の伸びが個体間、温度変化等で変
動するため、これによる噴射量の変動をさけるｆ（めで
ある。

このようにバルブ１３０のストロークは常に一定となる
ため、バルブの開口面積は一定で、単位時間あたりの流
量も一定である。したがって）々ルブの開弁時間で噴射
量を正確に制御することが可能となる。ル歪アクチュエ
ータの印加■１゛圧が一２００Ｖになると皿バネ１０８
の力によシミ歪アクチュエータ１０１縮み、ピストン］
、０６ｒｆｉ上昇する。

このときチェック弁１２９は開こうとするが、オリスイ
ス１２６のため外部からポンプ室１０９への流入は無視
できる程である。結果として列？ンプ室内の圧力は急激
に低下しバルブは閉弁する。

次の開弁１でにチェック弁１２９を介してパ？ンゾ室内
の圧力はフィード圧となり、以後上記作動をくり返す。

制御回路７の構成および動作が以下に説、明ネれる。第
６図は制御回路７のブロック図である。

７０１け廃人信号の整形回路で、図示しないイグナイタ
により５−＜動される点火コイル８３の１次ｆ１１１の
負端子からの信号全波形整形しデジタル信号ＶＣ変換す
る。この信号はエンジン回転数の腫に同期した周波（マ
の信号である。７０２け例えは１６ビツトのＡＤ変変目
回路、吸入空９（量に比例した出力引圧全発生するニア
フロー枦オに５からの信号をデジタル信号に変換し、パ
スライン７１１へ接続する。これを５（ＡＩＲ）とする
。

７０３は１６ビツトの２進カウンタで、そのυ′′セッ
ト入力には前記整形回路７０１からのエンジン回転信号
が接続されており、そのクロック入力にはクロック信号
発生回路７０４から１００　ｋＨｚのクロック信号φ重
が接続されている。すなわち２進カウンタ７０３の出力
はエンジン回転信号の周期に対応した値となる。この出
力は前記リセット信号によってラッチされパスライン７
１１へ接続される。これ’１ｓ（ＴＮ）とする。

７０５は１６ビツトのプリセッタブルダウンカウンタで
そのＤＡＴＡ入力はパスライン７１１へ接続されており
、後述するＣＰＵ　７０８の演算した燃料噴射時間Ｔ（
ＩＮＪ）がロード人力りがルベルのときプリセットされ
る。ロード入力はＣＰＵ７０８のＷＲＩＴＥ信号が接続
されている０さらにダウンカウンタ７０５のクロック入
力には前記クロック信号発生回路７０４からＩ　ＭＨｚ
のクロック信号φ２が接続されている。ダウンカウンタ
７０５のキ々り入力Ｃ１は後述のＲＳフリップフロップ
７０６のＱ出力へ接続されており、この入力がルベルの
ときのみ、ダウンカウントを行う。ダウンカウンタ？（
１５のキャリ出力Ｃｏけ、ダウンカウンタ７０５の内容
がＯとなったときルベルの信号を発生ずる。このキャリ
出力けＲＳフリ、グフロッｆ７０６のリセット入力に接
続されている。Ｒ８７１７ツプ７０ツ７″７０６のＱ出
力は前記ダウンカウンタ７０５のキャリ入力Ｋｇ続され
乏とともに、駆動信号として駆動回路３へ接続される。

７０８は１６ビツトのＣＰＵで、その卵１込み人力ｌＮ
Ｔｌには前記エンジン回転信号が接続きれており、さら
［％ｉ込み人力ＩＮＴ２には前記クロック信号発生回路
７０４から１　ｋＨｚのクロック信号φ８が＠続されて
いる。７０９け前を己ＣＰＵ　７０８のプログラムおよ
び各種データを記憶しであるＲＯＭ、７１０けＣＰＵ７
０８（７）作業用＋７）　ＲＡＭ　Ｔある。７２０け電
源回路でバッテリ８１がらキーＳＷ８２を介して供給さ
れた？ｌ’ｆ　８Ｅを安定化して各部へ供給する。

制ｇ４ＩＩＦ：す路７の動作が以下に説明される。ＣＰ
Ｕ７０８の処理ルーチンは、エンジン回転信号が入力ツ
ワるたびに起動するｌＮＴｌルーチンと、１ｋＨｚのク
ロック信号φ８によって起１動するＩＮＴ２ルーチンと
から成り、ｌＮＴｌルーチンの方がＩＮＴ２ルーチンよ
りも優先度が高くなっている。ＩＮＴ２ルーチンでけΔ
Ｄ変換回路７０２から吸入空気量５（ＡＩＲ）をよみこ
み、それを毎回積ａしΣ５（ＡＩＲ）としておく。

さらに稍９カウンタＮ’！ｉＮ＋１にする。ｌＮＴｌル
ーチンはエンジン回転信号が発生するたびに起動し、捷
ず２″１１トカウンタ７０３からエンジン回転周期Ｔｔ
−読みこむ。この値からエンジン回転数ＮＮ。

全演算する。

次に吸入′９り量の積分値Σ５（ＡＩＲ）と粕ａ回数Ｎ
ケメモリからよみ出し、Ｓ（ＡＩＲ）＝Σ５（ＡＩＲ）
／Ｎよりエツジ２２回転中の平均吸入空気ｉｔ求める。

この後、次回の処理の阜備としてΣＳ（ＡＩＲ）＝Ｏ。

Ｎ　−０としてお・く。次に予め台上茫（験等で求めて
おいたエンジン回転グｌち、吸入空体ぢ５（ＡＩＲ）に
対する噴身、１時間Ｔ（ＩＮＪ）のマツプから補間によ
り燃料噴射時間Ｔ（ＩＮＪ）を求める。このあと、水溜
、センサ、０２センザ僧が令１加してあオしばぞれらの
信号により必吸に応じて補正を行ってもよい。

Ｔ（ＩＮＪ）はＷＲＩＴＥ信号と共にダウンカウンタ７
（）５ヘプリセット京れる。このとき同時にＲ８２リツ
フ０フロツゾ７０６のＱ出力はルベルとなる。したがっ
てダウンカウンタ７０５のキャリ入力もルベルとなりダ
ウンカウンタ７０５けクロック信号φ■によりカウント
ダウンを開始する。

Ｔ（ＩＮＪ）に対応したノやルヌ数金カウントするとダ
ウンカウンタ７０５の内容け０となり、キャリ出力ＣＩ
がルベルとなる。同時にＲＳフリッｆ７０、シフ０６け
リセットされその出力ｌ′ｉｏレベルにもどる。このと
きダウンカウンタ７０５のキャリ入力も０レベルとなる
ためカラントラ停止する・すなわちＲＳフリッゾフロッ
プ７０６の出力にはＴ（ＩＮＪ）の時間だけルベルの信
号が得られる。

駆動回路３の構成および動作がｔノ下に説明される。第
４図に駆動回＃８３の回Ｍ図を、第５図に信号波形図を
示す。１０１は前述の電歪アクチュエータで３１は電歪
アクチュエータ１０１に直列に拶糾されたインダクタ、
３２は充電用サイリスタ、３３は放電用サイリスタであ
る。蓄電池８１の電圧はキーヌイッチ８２を介して駆動
回路３に入力され、公知の直流・電流コンバータ３４に
よって３００Ｖに昇圧されて常時コンデンサ３５に蓄え
うしている。３６０け抵抗で、入力インピーメンヌ金下
けることによシ誤動作を防止するためのものである。

いま、制御回路７から第５図の（１）の駆動信号が出力
されたとする。この駆動信号の立上シに同期して第１ワ
ンショット回路３６１の出力ガに２０μｓｅｃ　ノＱ　
Ｌｉヘルのｔｊルヌが発生する。この信号ｕ抵抗３６２
．３６３ｉ介してトランジスタ３６４をオンし、抵抗３
６５．３６６を介してトランジスタ３６７をドライブす
る。トランジスタ３６７のコレクタにけパルヌトランス
３６８が接続されており、トランジスタ３６７がオンす
ることで１次巻線に＠流か流れる。このためパルストラ
ンヌの２次側に電圧が誘起する。３６９はサージ吸収用
のダイオードである。

パルヌトランヌ３６８の２次側に発生したトリがノやル
スはダイオード３７ｏ５抵抗３７１，３７２、コンデン
サ３７３がら成るノイズ防止回路を経て５ｒ電用サイリ
ヌタ３２をトリがする（欲５図の（２））。

この第１トリが／ぐルスにより充電用サイリスタ３２＃
′ｉ導通し、コンデンサ３５、ｙｃ、箪用ツィリヌタ３
２、インダクタ３１、電歪アクチュエータ１０１から成
る第１の閉ループが形成さ１１．る。

ここで、コンデンサ３５の容ｇけＷ歪アクチュエータ］
　０１の容量に比べてはるかに大きいため、コンデンサ
３５け３ｏｏｖのｉｉ源とみな１ことができる。したが
ってこの第１の閉ルーｆは重免的に共振を起こし、第５
図の（４）のような正弦波状の電流が流れる。この電流
のピーク値Ｉ（ＰＥＡＫ）　（！：時間幅ｔけ、電歪ア
クチュエータ１０１の容量Ｃと、インダクタのインダク
タンスＬとで決まり、Ｃ＝＝２μＦ％Ｌ　−１００μＨ
（７）とき、Ｉ（ＲＥＡＫ）中８５Ａ、を中４５μｓｅ
ｃとなる。

Ｗイ流値がＯとなると充電用サイリスタ３２け自動的に
オフとなるため、特別な転流回路は必要なく、さらに電
歪アクチュエータｌ０ＩＶｃは第５図の（５）のように
７〜源爾圧の約１５倍の５００ｖの市川が蓄えられたオ
まとなるため、電歪アクチーエータ１０１は伸Ｆした状
態を保持し、噴射ノズルＩｄ　１ｉｒＩ弁（ＯＰＮ　）
　した１寸となる（第５　＋＝の（６））。

噴年１ノズルの作声１１については前述したので省略す
る。

次に、駆動信号が０レベルに立下がると、これに四則し
て第２ワンショット回路３８１の出力Ｑに２０／７ｓｅ
ｃの０レベルのノｅルヌが発生する。この信号は抵抗３
８２．３８３″ｆ：介してトランジスタ３８４をオンし
７、官らに抵抗３８５．３８６を介（−７てトランジス
タ３８７をドライブする。トランジスタ３８７のコレク
タにはパルストランス３８８がｍ’　Ｈｉ　ｈており、
トランジスタ３８７がオンすることで１次等ｐ、ｉ！　
Ｋ　市原が流れる。

このため）９ルヌトランス３８８の２次側ＶＣｍ圧が誘
起する。３８９はサージ吸収用のグイメートである。パ
ルストランス３８８の２次側に発生したトリがノやルヌ
はダイオード３９０、抵抗３９１゜３９２、コンデンサ
３９３から成るノイズ防止回銘を経て放電用サイリスタ
３３をトリがする（第５図の（３）　）。この第２トリ
ガパルヌによシ放軍用すイリ２夕３３け導通し、電歪ア
クチュエータ１０１、インダクタ３１、放電用サイリス
タ３３から成る第２の閉ループが形成され、先とけ逆方
向に第５図の（４）のような正弦波状の電流が流ｉ１．
る。

この電流のピーク値と時間幅に関しては先とほぼ同様で
あるが、ビーク−流値はやや少なめとなる。なぜなら、
充電時にはエネルギーが］源側から供給されるのに対し
、数箱時にはその残存エネルギーで共振を行うからであ
る。正弦波状の電流が０となると放電用サイリスタ３３
け自動的にオフとなｐｌこのとき電歪アクチュエータ１
０１Ｋ。

け紀５図の（５）のように約２００ｖの負の電圧が蓄え
られたｔまとなるため、ル歪アクチェエータ１０１は収
縮状態を保持し噴射ノズルは閉弁（ＣＬＳ　）　１．、
たまオとなる（第５図の（６））。以下、駆動信号が発
生するたびに上記動作を〈シ返し、噴射ノズルを開閉し
燃料を心火な量だけ噴射する。

以上の駅、明のように、第３図装置においては、容ｔ、
１件負荷に１０列にインダクタンスを廟する累子全面列
に接続し、両者が電グｉ的に共振することを利用して１
■、流の向き＞　ｔＩノリ＋もえているため回路枯成が
ｆ７を唾となり、しかもスイッチング素子として→ノイ
リヌタを用いているための篩電圧太１３．流の切り替え
か比較的小容量のサイリスタで行え、装置全小形化する
ことができる。さらに、サイリスタを１９・用した坊Ｅ
合、共振の半周用１で電流か０となったとたん自動的に
オフとなるため、制伸［信号と（７てはｌＦ＞初嗜辿づ
せるための時間幅の知かいトリがパルヌカ゛けてよく、
′［′ｉ別な通′Ｆｒ！、歴間制稙１信号を心火としな
い点もπ１要な牛「色である。

、ｊ、５ｒ＋明の制心＋１負荷形態の一実ＭＩｉ例とし
ての負ｒｔ、′、インダククンヌ累子の駆動装置１′が
ｔ■７図に示さ力る。印７ト１：Ｉ何μはｆ）荷として
インダクタンス素子が用いらｉする場合で、ヌテッピン
グモータ用のソレノイドの用割ｎ１に適用した例でおる
。

第７図Ｕ−２チッピングモータの栖造全示す図で矛、る
。２１け砕＋／４−拐料薄板を一枚あるいは初数枚ＪＩ
Ｉｉ層して成るヨークで、その中心部にロータの入る穴
２２がおいている。穴２２にけ磁路の方向より４５°＃
Ｉいた位置にぐほみ２２１，２２２が設けである。また
ヨーク２１を通る磁束が有効に穴２２を辿るように〈Ｉ
丁み２１１，２１２金設けてこの部分の磁気抵抗を大き
くしである。

２３け永久礎石でできた円板状のロータで、円周方向Ｋ
Ｎ極Ｓ極に着磁しである。また、その中心にはシャフト
２３１が通っており、図示しない軸受にて保持されてお
り、回転方向にのみ自由度が与メら力、ている。２４け
磁性拐利沖板を一枚あるい＃′ｉ初数枚積層して成るコ
アで、前記ヨーク２１と磁気的に接続されており閉磁路
を形成する。

コア２４にけボビン２５に多数回倦装されたコイル２６
が装定”づｈてお・す、コイル２６の両端が２６１．２
６２に出力されている。

第９夕１は上記ヌテッピングモータの動作説明用の図で
ある。ル初通電していないとき（ＴＩ）、ロータ２３け
第９図の位置ＰＩＫある。コイルに図のような向きに電
流Ｉが流ノすると（Ｔ２）、ヨークに第９図の磁界Ｈ１
が発生し、ロータ２３け矢印の向きに回転し卯９図のイ
Ｘｆ俗Ｐ２でロータとヨークが引き合い安定する。電流
が鴻断さねると（Ｔ３）、ロータ３け９工９図の磁気安
定位置Ｐ３ゴで傾いて１１α止する。

次に先とけ逆方向に電流を流すと（Ｔ４）、第９図の磁
界Ｈ４が発生し、ロータ２３は先と同じ方向に回転し、
第９図の位ｆｆ：Ｐ４で引き合う。そして通電を切ると
（Ｔ５）、Ｆ３びロータは安定点寸で進み第９図の位置
Ｐ５で静止し一回転を終了する。以稜、ｍ流の向きを反
転させるたびにロータは半回転する。

第７図はヌテッピングモータを例λば時割運例用に用い
た例である。ステラ２ングモータは毎秒１回転し、図示
しない減速持構および秒針、長針短針により時刻を表示
するようになっている。２はステッピングモータで２６
はそのコイル部である。４３けコイル１２と直列に接続
されたコンデンサ、４４ｈ：ｒｇ流電源、４５は充電用
サイリスタ、４６は放電用サイリスタである。４７けス
テッピングモータ制御部で、４７ａはＩ　Ｈｚの信号を
発生ずるツヤルア発生回路、４７ｂけ・ぞルア発生回路
４７ａからのタイミング信号の立上りに同期して充電用
サイリスタ４５をトリガするための第１トリが発生回路
、４７ｃけ回じ〈タイミング信号の立下りに回期して放
電用サイリスタ１６をトリがするための第２トリが発生
回路である。

第８図に７テツぎングモータ制御部の詳細を示す。４７
０１は例えば東芝社製ＴＣ５０３６Ｐを用いたノ４ルス
発生回路で、３２７６８Ｈｚの水晶振動子４７０２およ
びコンデンサ４７０３゜４７０４を接続することにより
ＱｓＨ出力ＫＩＨｚの信号を発生する。このＱＩ！出力
は水晶振動子４７０２の原発振周波ｆｔ３２７６８Ｈｚ
　ｉ２”ｆｉ周したものである。なおコンデンサ４７ｏ
４は可変’Ｂ　匿となって若り、この容ｉｔ変化させる
ことにより発振周波数がわずかに変化し、時Ｈ１の進み
遅れを４１ネ正できるようになっている。パルス発生回
路出力は第１トリが発生回路４７ｂおよび第２トリが発
生回路４７ｃへ接続されている。この部分の構成および
作動については酊４図回路と同様であるから省略する。

なお第４図回路の場合と同じ神仙を有するものには同じ
番号が＋ｊきれている。

以下余白 第７図装置の動作が以下に説明される。第１０図は動作
説明用の信号波形図である。／４′ルヌ発生回路４７ａ
より第１０図の（１）のようなタイミング信号が出力さ
れ、第１トリが発生回路４７ｂより、タイミング信号の
型土シに同期して第１０図の（２）の第１トリガーやル
スが出力され、充電用サイリスタ４５を導通させる。こ
のとき、電源４４、充電用サイリスタ４５、コンデンサ
４３、コイル２６から成る直列共振回路が形成され、第
１０図の（４）のよう々正弦波状の電流がコイル２６に
流れる。

この電流のピーク値および通電時間はコンデンサ４３の
客月、Ｃとコイル２６のインダクタンスＬとできまる。

したがって、必要なトルク、応答性に応じてこれらを自
由に設定することができる。

コイル２６の゛電流が０になると充電用サイリスタ４５
は自動的にオフとなるため、特別な転流回路は必要なく
、さらにコンデンサ４３には電源電圧の約１．′５倍の
電圧が蓄えられている。このときのステッピングモード
のロータの動きをＭ　１　’０　図の（６）に示す。

次にタイミング信号が立下がるとそれに同期して第２ト
リガ発生回路４７Ｃよυ第１０図の（３）の第２トリガ
ノ９ルスが発生し、放電用サイリ７り４６をう８通させ
る。このとき、コイル２６、コンデンサ４３、放電用サ
イリスタ４６からなる閉ループが形成され、先とは逆方
向に第１０図の（４）のような正弦波状の電流が流れる
。

コイル２６の電流がＯになると、放電用サイリスタは自
動的にオフとなり、コンデンサ４３には電源電圧とほぼ
等しい負の電圧が蓄えられている。

このトキヌテッピングモータのロータの動きは第１０図
の（６）のようになる。以下、タイミング信号が発生す
るたびに上記動作をくり返しステッピングモータを回転
することができる。

以上の説明のように第７図装置における。駆動回路は、
コイルのインダクタンスと共振するコンデンサを直列に
接続し、電気的共１辰を利用することにより、電流の向
きを正方向、逆方向に切り替えているため、従来の回路
に比べて極めて簡単な構成で同様な機能を達成すること
が可能である。

本発明の実施にあたっては、前述の実施例のほかに種々
の変形形態をとることができる。例えば前述の実施例で
はスイッチング素子としてサイリスクが用いられたが、
これに限らず、トランジスタ、ＦＥＴ、真空管、サイラ
トロン等を用いて同様な機能を実現することが可能であ
る。

捷た、変形形態として第４図の駆動回路におけるサイリ
スタ制御信号発生部を第１１図に示すように誤動作防止
回路作用を有するサイリスタ制御信号発生部とすること
ができる。

第４．７図の回路は、共振の半周期間（ｔ＝−Ｗ）は電
流が流れ続ける必要があり、また、半周期でスイッチン
グ素子をオフしてやる必要がある。第３図装置、第７図
装置に用いたサイリスタは、この点非常に都合の良い特
性を有する素子であることは前述した通りである。とこ
ろが、駆動信号の時間幅あるいけ間隔が上記共振半周期
の時間よりも短かい場合、充電用サイリスタと放電用サ
イリスクの両方が同時に導通してしまい、電源がシロー
ト状態に陥いるため、正常な動作を行わなくなるだけで
々く回路の破壊に至るおそれがある。

第１１図回路はこの問題を解決するためのものテアル。

９０１１’ｉ第１アンドゲートで駆動信号と、後述の第
３ワンショット回路の百出力が両方ともルベルのとき出
力がルベルとなる。この信号は第１ワンショット回路９
０２のトリガ入力へつナカっている。第１ワンショット
回路９０２は前記トリが入力信号の立上りに同期して所
定の時間幅のルベルのパルスをＱ出力に、θレベルのノ
臂ルヌを百出力に発生する。この時間幅は第３図装置お
よび第７図装置で説明した正弦波状の電流が流れている
時間ｔよシも少したけ長く設定しである。これをｔｌと
する。第１ワンシａツト回路９０２のＱ出力は第２ワン
ショット回路９０３のトリガ入力に接続されており、第
２ワンショット回ｗＴはその立上りに同期して約２０μ
ｓｅｃの０レベルの・ぞルスを員出力に発生させる。以
下、この・９ルスによりトランジスタでノ９ルストラン
スを駆動して充電用サイリスタを駆動する。この部分は
第４図装置と同じで、対応する構成には同じ番号を付け
であるので説明は省略する。

駆動信号は捷だ、インバータ９０４を介して第２アンド
ゲート９０５へ入力される。第２アンドゲート９０５の
もう一方の入力は前記第１ワンショ、ト回路９０２の百
出力に接続されており、シたがって駆動信号が０レベル
、第１ワンシコツト回路９０２　ノＱ　出力がルベルの
ときのみその出力Ｕルベルとなる。この信号Ｖｉ第第３
冫２７の立上シに同期して所定の時間幅のルベルの・や
ルヌを第３ワンショ，ト回路９０６のＱ出力に、０レベ
ルのパルスを百出力に発生する。この時間幅は前記第１
ワンシ甘ツト回路９０２のそれと同じである。第３ワン
シ＝Ｉ２ト回路９０６のＱ出力は第４ワンショット回路
９０７のトリガ入力に接続されており、その立上りに同
期して第４ワン７日，ト回路９０７の百出力に約２０μ
ＩＩｅＣの０レベルのパルスが発生する。以下第３図装
置と同様に放電用サイリスタをトリガする。

次に上記の構成における作動について説明する。

各部の信号波形が第１２図に示される。今、駆動信号の
ルベルの時間幅および間隔が所定の時間ｔ１　よりも短
かかったとする（第１２図の（１））。

これをそのまま第４図または第７図の駆動回路へ入力す
ると前述のように充電用サイリスタと放電用−リイリス
タが共にオンしてしまい不具合を生じる。この問題を回
避するため第１１図回路が有効である。駆動信号がルベ
ルになると第１アンドケ゛−）９０１の一方の入力はル
ベルとなる。他方の入力ｉ１．第３ワンショット回路９
０６の互出力で、この時点ではルベルであるため第１ア
ンドゲート９０１の出力はルベルとなり、その立上りに
同期して第１ワンショット回路９０２のＱ出力に時間幅
ｔ１の】レベルの信号を発生させる（第１２図の（２）
）。この信号の立上りに同期して第２ワンシｑｙト回路
９０３はトリガされ、その互出力にθレベルの信号が発
生し以下充電用サイリスタをトリガする（第１２図の（
３））。

次に時間ｔｉ以内に駆動信号がθレベルになったとする
とこの信号はインバータ９０４で反転されて第２アンド
ゲート９０５の一力の入力がルベルとなる。他方の入力
は前記第１ワンシ＋ｉｙ）回路９０２の互出力につなが
っているがこの時点ではまだθレベルであるため第２ア
ンドゲート９０５の出力はθレベルのままであシ第３ワ
ンショット回路９０６をトリガしない。しばらくして時
間ｔ１になると第１ワンシ甘ツト回路９０２の互出力が
ルベルとなるため第２アンドゲートの入力は両方ルベル
となりその出力はルベルとなる。この信号の立上りに同
期して第３ワンシツツト回路９０６はトリガされ、時間
１．のルベルのパルスをＱ出力に発生しく第１２図の（
４））さらにその立上りに同期して第４ワンショット回
路９０７のＱ出力に０レベルのトリガ信号を発生し、以
下放電用サイリスタをトリガする（第１２図の（５）　
）　、第３ワンショット回路９０６がトリガされて、す
なわち放’ｌｌｔ、用ザイリスタがトリガされて１゜以
内は第３ワンショット回路９０６の互出力はθレベルで
あるため、第１アンドヶ゛−トは駆動信号を受けつけず
、充電用サイリスタのトリガは行われない。

以十のように、充屯用ザイｙヌタがされて１゜間は第２
アンドケ゛−ト９０５により放電用サイリスタのトリガ
は禁止され、また放電用サイリスタがトリガされて１．
間は第１アンドゲート９０１によシ充電用サイリスタの
トリガは禁止される。

このため、充電用および放電用サイリスタが両方ともオ
ンとなる状態は回避でき、駆動回路を誤動作、破壊から
守り、信頼性を著しく向上できるという優れた効果を有
する。

なお、第１１図回路は一例でちゃ、同様の機能を有する
回路は他にも考えられる。例えばある周波数のクロック
信号を所定の数だけカウントするやり方でもよいし、さ
らに信号の立上りエツジを微分して整形する方法でもよ
い。

発明の効果 本発明によれば、単一電源を用い比較的簡単な構成によ
り、負荷の正負両方向の付勢を正確に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来形の負荷駆動装置を示す図、 第３図は本発明の容量性負荷形態の一実施例としての負
荷リアクタンス素子の駆動装置を示す図、第４図は、第
３図装置における駆動回路の構成を示す図、 ｖｇ５図は第３図装置における信号波形を示す波形図、 第６図は第３図装置における制御回路の構成を示す図、 第７図は本発明の誘導性負荷形態の一実施例としての負
荷リアクタンス素子の駆動装置を示す図、第８図は第７
図装置におけるステッピングモータ制御部の構成を示す
図、 第９図は第１図装置峰の動作説明用の図、第１０図は第
７図装置の信号波形を示す波形図、第１１図は誤動作防
止作用を有するサイリスタ制御信号発生部の構成を示す
図、 第１２図は第１１図装置の信号波形を示す波形図である
。 （符−号の説明） １・・電歪アクチーエータを使用した噴射ノズル装置、
１０１・・・電歪アクチュエータ、１０２・・・リ−４
’＋９９．１０６・・・ピストン、１３０・・・バルブ
、１３１・・・バルブのピストン部、１３２・・・バル
ブのポペット部、３・・・駆動回路、５２・・・吸気管
、５３・・・燃焼室、５４・・・スロットル機構、５５
・・・エア７０−機構、５６・・・エアクリーナ、６１
・・・燃料タンク、６２・・・定圧リリーフ弁、６３・
・・フィードポンプ、７・・・制御回路、８１・・・蓄
電池、８２・・・キースイッチ、８３・・点火コイル。 箪２し）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｆ→荷リすクタンス累子と直列に直列リアクタンヌ
   素子を接続し、該負荷リアクタンヌ素子と該部列リアク
   タンス素子により共振回路を構成し、該共振回路と電源
   との間および該共振回路と接地市１位との間にそれぞれ
   共振の半周期だけ導通するスイッチング素子を接続し、
   該スイッチング素子両者を交互に間欠的に導通させて負
   荷の電流方向を切換え得るようにされた、負荷リアクタ
   ンス素子の駆動装い。 ２、　前記スイッチング素子としてサイリスタが使用き
   れる、特許請求の範囲ｗ１項記載の装置。 ３、前記スイッチング素子が同時に両方とも導通状態と
   なることを回避するための手段か伺加された、特許請求
   の範囲第１項記載の装置０４、負荷キヤ・ぐシタンス素
   子と直列に直列インダクタンス素子を接続し、該負荷キ
   ヤ・臂シタンヌ素子と該直列インダクタンス素子により
   共振回路を給成し、該共振回路と電源との間および該共
   振回路と接地電位との間にそれぞれ共振の半周期だけ導
   通するスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子
   両者を交互に間欠的に導通させて負荷の石、流方向を切
   換え得るようにされた、負荷キャノぐシタンス紫子の駆
   動装置。 ５、前記負荷キャパシタンス素子は電歪アクチェエータ
   である、特許請求の範囲第２現記載の装置０ ６、負荷インダクタンス素子と直列に直列キャノ母シタ
   ンヌ素子ヲ接続し、該負荷インダクタンス素子と該直列
   キャパシタンス素子によシ共振回路を枦成し、該共振回
   路と電源との間および該共振回路と接地電位との間にそ
   れぞれ共振の半周期だけ導通するスイッチング素子を接
   続し、該スイッチング素子両者を交互に間欠的に導通さ
   せて負荷の電流方向を切換え得るようにされた、負荷イ
   ンダクタンス素子の駆動装置。 ７、前記負荷インダクタンヌ累子はソレノイドである、
   特許請求の範囲第６］Ｊｉ記載の装置。