JPS6143979Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電磁ポンプを駆動する回路に関するも
のである。

例えば、液体燃料燃焼装置の燃料油の供給に
は、第１図に原理的に示すような電磁ポンプが用
いられている。

第１図において、１はコイル、２はコア、３は
磁石、４は連結機構、５はポンプ本体であつて、
コイル１に電流を流すとその極性に従つて磁石３
は実線又は破線の位置へと往復運動し、その運動
を連結機構４によつてポンプ本体５に伝達する。

このような電磁ポンプは安価で小型であるもの
の、電源として60Hz、50Hzを用いると騒音が割合
と大きく、又ポンプ本体５にゴム製のダイヤフラ
ムを使用していることが多いので、１秒間に50〜
60回振動させることは寿命を大変短かくすること
が多く、又１秒間に数回〜十数回振動させるだけ
で十分吐出（吸入）能力がある場合が多い。

このような電磁ポンプの駆動回路としては第２
図のものが使用されている。第２図において、商
用電源６の50Hz、60Hzをダイオード７で整流して
コンデンサ８で平滑化して直流とし、これを
SCR１１とSCR１８を含む２安定マルチバイブ
レーターに供給し、SCR１１の負荷として電磁
ポンプ１０（上記コイル１に相当）を設けてい
る。なお、ここで１６は転流用コンデンサ、１３
及び２０はトリガー素子である。

この動作は、商用電源を投入すると、マルチバ
イブレーターに直流電源が供給され、まずトリガ
ー素子２０が導通してSCR１８が導通し、次に
抵抗１５から充電されつつあるコンデンサ１４が
所定電圧に上昇した時点でトリガー素子１３が導
通してSCR１１が導通し電磁ポンプ１０に通電
して電磁ポンプ１０が動く。この時コンデンサ１
６によつてSCR１８のアーノド電圧は負となつ
てSCR１８がオフになる。この後、コンデンサ
１６が充電され且つ抵抗２１を介してトリガー素
子２０に電圧が印加してトリガー素子２０が導通
し、SCR１８がオンすると共にコンデンサ１６
によりSCR１１のアノード電圧が負となつて
SCR１１はオフする。

このようにしてSCR１１とSCR１８が交互に
オン−オフし、電磁ポンプ１０に第３図に示すよ
うに、矩形波を印加し、電磁ポンプを作動する。

この回路は、コンデンサ８，１６は大容量が必
要なので高価であり且大型となる上に、SCR１
１とSCR１８は何らかの異常電圧が加わつた時
両方が導通することがあり、一度このような異常
状態になると電源をオフしないと正常に戻らない
ため、電磁ポンプに長時間直流が印加され渦熱す
る恐れがある。そして、特に電磁ポンプに矩形波
信号を入ることは雑音が発生しやすく、上記回路
に上述した誤動作さえ生じさせるという欠点があ
る。

本考案は上記の問題点を改善しうる回路の提供
を目的とするものである。

以下に本考案の実施例について第４図を参照し
ながら説明する。

交流電源に電磁ポンプＰ、SCRQ₁を直列接続
する。交流電源の電磁ポンプＰ側の一端をダイオ
ードD₁、抵抗R₁、プログラマブルユニジヤンク
シヨントランジスタQ₂、抵抗R₂を介してSCRQ₁
のゲート電極に接続する。

ここで、プログラマブルユニジヤンクシヨント
ランジスタQ₂はカソード電極側が抵抗R₂に接続
し、且ダイオードD₁と同極性に設けられてい
る。抵抗R₃はSCRQ₁のカソード電極−ゲート電
極間に挿入され、SCRQ₁のカソード電極とプロ
グラマブルユニジヤンクシヨントランジスタQ₂
のアノード電極間にコンデンサC₁が挿入されて
いる。

プログラマブルユニジヤンクシヨントランジス
タQ₂のゲート電極は、抵抗R₄とダイオードD₃の
直列回路を介してダイオードD₁のカソードに接
続し、又抵抗R₅を介してSCRQ₁のカソード電極
に接続し、又抵抗R₆を介して抵抗R₇と抵抗R₈の
接続点にそれぞれ接続されています。

この抵抗R₇と抵抗R₈の直列回路には交流電源
をダイオードD₂で整流し、コンデンサC₂で平滑
化して得た直流を供給している。

交流電源の供給があると、ダイオードD₁で整
流された脈流が抵抗R₁を介してコンデンサC₁へ
充電される。このコンデンサC₁の両端電圧がプ
ログラマブルユニジヤンクシヨントランジスタ
Q₂のアノード電極に印加される。

そして、ダイオードD₂及びコンデンサC₂より
得られた直列電圧を抵抗R₇、同R₈、同R₆、同R₅
により分圧された分圧電圧に、ダイオードD₃、
抵抗R₄、抵抗R₅によつて得られた脈流電圧を重
畳した重畳電圧がプログラマブルユニジヤンクシ
ヨントランジスタQ₂のゲート電極に印加され
る。

交流電源電圧E₀、プログラマブルユニジヤン
クシヨントランジスタQ₂のゲート電圧E₁、同ア
ノード電圧E₂は、同じ時間軸で表わすと、第５
図の通りである。なお、コンデンサC₁、抵抗R₁
は値が大きいため時定数が大きく、コンデンサ
C₁の充電電圧の上昇率は同図に示すように交流
電源の電圧波形の前半の上昇率に比して小さくな
つている。

上記プログラマブルユニジヤンクシヨントラン
ジスタQ₂はアノードＡの電圧がゲートＧの電圧
を越えた時、オンするものであるから、正の半サ
イクル毎にコンデンサC₁に充電されていく電圧
すなわちトランジスタQ₂のアノード電圧がカソ
ード電圧を越えた時にトランジスタQ₂がオンす
ることになる。しかしながら、コンデンサC₁の
充電電圧はコンデンサC₁の容量、抵抗R₁の値が
大きいことから徐々にしか上昇せず、又、ゲート
電圧はC₂、D₂により得れらる直流分に脈流がプ
ラスされたものであるから、交流の１サイクル目
で、アノード電圧がゲート電圧を越えることはな
い。

それ故、少なくともゲート電圧の直流分に達す
るまでに必要な交流サイクルはコンデンサC₁、
抵抗R₁の値で適宜決定することができるが、第
５図の場合、ユニジヤンクシヨントランジスタ
Q₂を３サイクル目の後半でオンさせ、これに伴
つて、コンデンサC₁を放電させている。この放
電時点はもつと遅く、例えば10サイクル目で行な
われるようにすることもできる。

なお、第５図の場合、３サイクル目の後半で放
電しているが、これを３サイクル目の前半で放電
させることができるかを説明する。すでに述べた
ようにコンデンサC₁の電圧上昇率は、交流電源
のサイン波形に比して充分遅い。従つて３サイク
ル目の始点でアノード、ゲート電圧がほぼ等しい
としても、それ以後はゲート電圧の上昇率がアノ
ード電圧の上昇率を上回るから、３サイクル目の
ピーク値までは放電を行うことがない。つまり、
放電は、アノード電圧が上昇し続け、ゲート電圧
が下降する後半部分にしか生じないのである。仮
に、３サイクル目の始点でアノード、カソード電
圧が等しいとすれば、それは２サイクル目の終点
と同じ状態であるから、放電は２サイクル目の終
点で生じるのである。何れにしても、充電が遅い
ことから交流電源の正の半サイクルが終る直前
（又は近く）に放電することになる。

コンデンサC₁の放電は抵抗R₂、及びR₃によつ
てSCRQ₁のゲート電極に行なわれ、このコンデ
ンサC₁、抵抗R₂及び同R₃の値を適当に設定する
ことによつて、この放電を半サイクル以上、1.5
サイクル未満にすることができる。仮りに半サイ
クル以下であると、放電によつてSCRQ₁のゲー
ト電圧に印加される電圧はSCRQ₁の順方向の半
サイクルになる前にSCRQ₁の点孤用電圧以下に
降下してしまいSCRQ₁が導通しなくなり、又1.5
サイクル以上であると１回の放電で２サイクル
SCRQ₁が導通して電磁ポンプＰが２回駆動さ
れ、１回駆動に比べて騒音が大となる。

従つて、本実施例にあつては勿論上記適当な値
に設定しているので第５図に示すように、プログ
ラマブルユニジヤンクシヨントランジスタQ₂の
カソード電圧E₃、電磁ポンプＰの印加電圧E₄が
得られ、電磁ポンプＰには何サイクル目毎に半サ
イクル電流が供給される。

因みに、３サイクル目の後半でトランジスタ
Q₂がオンすると、理論的にはその残余のサイク
ルでポンプＰに電圧がかかることになる。しかし
ながら、トランジスタQ₂がオンするのは、正の
サイクルの終点に近い後半であり残余の電圧は数
ボルトにすぎずポンプ駆動については事実上無視
できる程度のものである。

なお、上記実施例にあつては、ダイオードD₃
を設けており、これはプログラマブルユニジヤン
クシヨントランジスタQ₂のゲート電圧が抵抗
R₄、同R₁を通つて同アノード電圧に影響をおよ
ぼすのを防いでいるが、通常抵抗R₁、同R₄も相
当高抵抗値であるからダイオードD₃を省略して
も問題はない。

上記実施例によれば電磁ポンプを交流で且つサ
イン波形で駆動するので、雑音が発生せず、従来
のようにノイズで止まつてしまうといつた誤動作
を招かない上、駆動も半サイクル単位で行うから
騒音も小さい。

本考案の他の実施例の回路を、第６図を参照し
ながら説明する。

交流電源に、電磁ポンプＰを介して接続する
SCRQ₁のゲート電極に抵抗R₁₂を介して周知の無
安定マルチバイブレーターをなすNPNトランジ
スタQ₁₂のコレクタに接続し、この無安定マルチ
バイブレーターをなす今一つのNPNトランジス
タQ₁₃のベースは抵抗R₁₆を介してNPNトランジ
スタQ₁₄のコレクタに接続している。

交流電源はダイオードD₁₂で整流した後抵抗R₁₀
を介してコンデンサC₁₁に充電し、ここで平滑化
した直流電圧を得、この直流電圧を無安定マルチ
バイブレータに供給すると共にトランジスタQ₁₄
にそのコレクタ側に抵抗R₁₉を挿入して供給す
る。

そして、交流電源をダイオードD₁₁及び抵抗R₁₈
を介してトランジスタQ₁₄のベースへ接続する一
方、該トランジスタQ₁₄のベースエミツタ間に抵
抗R₁₇を挿入し、トランジスタQ₁₄は交流電源の正
の半サイクルのみ飽和状態で導通するようにして
いる。

この実施例いおける動作を、第７図に示す各部
波形図を参照しながら説明する。

トランジスタQ₁₄のベースには電源に同期した
脈流が印加されるので、トランジスタQ₁₄のコレ
クタ電圧E₁₁は負の半サイクルで電圧が上昇し、
トランジスタQ₁₃のベース電圧E₁₂は抵抗R₁₆を通
してトランジスタQ₁₄のコレクタより供給されて
おり、負の半サイクルの間のみコンデンサC₁₃へ
の充電が行なわれるのに伴つて徐々に上昇する。
なおコンデンサC₁₁に得られる直流電圧が抵抗R₁₄
を介してベースに印加されるので、トランジスタ
Q₂は即座にオンする。従つて、トランジスタQ₁₃
はオフしており、トランジスタQ₁₂のベース電圧
E₁₃、同コレクタ電圧E₁₄、トランジスタQ₁₃のコ
レクタ電圧E₁₅は第７図の通りである。

トランジスタQ₁₃のベース電圧E₁₂は、交流電源
の負の半サイクルに徐々に上昇し、やがてトラン
ジスタQ₁₃がオフからオンに変る。このトランジ
スタQ₁₃のオンと共にトランジスタQ₂がオンから
オフに変り、トランジスタQ₁₂のコレクタ電圧E₁₄
が上昇して抵抗R₁₂を介してSCRQ₁のゲートに印
加される。

所が、トランジスタQ₁₃がオフからオンに変る
のは交流電源の負の半サイクルであるから
SCRQ₁は即座にはオンしない。抵抗₁₄、コンデン
サC₁₂を適当に選定する事により、トランジスタ
Q₁₂がオフする期間を半サイクル以上、1.5サイク
ル未満とできる。

従つて、SCRQ₁のゲートには正の半サイクル
になる迄信号の印加が継続するため、正の半サイ
クルになると同時にSCRQ₁がオンし、電磁ポン
プＰには正の半サイクルのみ電流が供給される。

本考案の電磁ポンプの駆動回路は、電磁ポンプ
を交流で且つサイン波形で駆動する上、電源周波
数に同期してSCRに正の半サイクルにオンする
零ボルトスイツチングを実現できるので、雑音が
発生せず従来のようにノイズを電磁ポンプが止ま
つてしまうといつた誤動作を招かない上、駆動も
半サイクル単位であるから騒音も大きくなること
がない。

しかも、発振回路の発振周波数を交流電源周波
数に比べて1/10程度以下にも容易に実現でき、石
油ストーブ用等の電磁ポンプに用いて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁ポンプの原理的構成図を、第２図
は同上の駆動回路の従来例を、第３図は従来例に
よる電磁ポンプへの供給電流波形を示す図面をそ
れぞれ示し、第４図は本考案の電磁応動体等の駆
動回路の一実施例の電気回路を、第５図は同上の
各部波形図をそれぞれ示し、第６図は他の実施例
の電気回路図を、第７図は同各部波形図をそれぞ
れ示している。 Ｐは電磁ポンプ、Q₁はSCR、Q₂はプログラマ
ブルユニジヤンクシヨントランジスタ、Q₁₂乃至
Q₁₄はトランジスタである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流電源に電磁ポンプの回路部とサイリスタを
   直列接続し、サイリスタのゲート回路に、トリガ
   ー制御用の発振回路を接続し、この発振回路の発
   振周波数を決定する充放電回路に交流電源の正負
   サイクルの何れか一方に同期して電源を供給し、 上記発振回路の放電回路の時定数を、上記サイ
   リスタのトリガー信号が交流電源波形の半サイク
   ル以上1.5サイクル未満持続する値に設定してト
   リガ信号発生部としたことを特徴とする電磁ポン
   プの駆動回路。