JPH01169906A - 自己保持ソレノイド回路 - 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〕 本発明は自己保持ソレノイドに関し、特に乾電池等の小
容量電源で駆動される自己保持ソレノイドの励磁電流制
御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に自己保持ソレノイドはコイルに励磁電流を流して
可動鉄心を吸着し、吸着後は永久磁石で可動鉄心を吸着
保持するので省電力化に適している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の自己保持ソレノイドの励磁電流制御回路
は励磁電流を可動鉄心の吸着完了時に切ることができず
無駄に電力を消費している。

この為、可動鉄心の吸着動作完了時点を検出する種々の
方式が提案されている。即ち、リミットスイッチ方式、
タイマ一方式、電流検出方式、電気量設定方式及びリー
ドスイッチ方式等が知られている。

しかし、リミットスイッチ方式は安価であるが接点が必
要なために耐久性が悪く、形状が大きくなる欠点がある
。また、タイマ一方式は吸着動作が完了しなくても励磁
電流が切れる欠点がある。

また、電流検出方式は判定回路が複雑で高価となり、更
に動作途中での電源変動があると吸着動作未完了でも励
磁電流が切れる欠点がある。また、電気量検出方式は負
荷変動（サージ負荷）があると吸着動作未完了でも励磁
電流が切れる欠点がある。また、リードスイッチ方式は
接点が必要で耐久性が悪く、更に設定位置調整が難しく
、入力電源変動を大きくとれない欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこの点を改良するもので、回路構成が煩雑とな
らず、耐久性の良く、しかも吸着動作完了時点を正確に
検出して励磁電流の電源を切ることができる自己保持ソ
レノイドを提供することを目的とする。

本発明は、自己保持用永久磁石からの漏れ磁束と励磁コ
イルからの漏れ磁束とが互いに逆向きに干渉し合う位置
に磁気感知素子を配置し、この磁気感知素子の出力を励
磁電流制御回路に接続したことを特徴とする。

〔作用〕 実験的に証明されている可動鉄心が安定吸着状態になる
時には自己保持用永久磁石の漏れ磁束と励磁電流による
励磁コイルからの漏れ磁束とが互いに打ち消す合うこと
に着目し、前記磁気感知素子の出力が零となる時点を検
出し、この検出出力に基づいて可動鉄心が該永久磁石で
自己保持されるように励磁電流制御回路を制御する。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の原理を示す実験デー
タである。

即ち、第１図（ａ）及び（ｂ）は第２図に示す様に自己
保持ソレノイド１の自己保持用の永久磁石２の漏れ磁束
と励磁コイル３の漏れ磁束が互に逆向きに干渉し合う位
置に磁気センサ５を配置して得られた実験データである
。第１図（ａ）は励磁コイル３の励磁電流の実験データ
を示し、第１図（ｂ）はこの時の前記磁気センサ５の出
力波形の実験データを示す。

第１図（ａ）中の励磁電流（イ）について説明する。こ
の励磁電流波形自体は公知の波形であり、ピークの多少
手前で可動鉄心６の吸引が開始され、これに伴って励磁
コイル３のＬ成分のりアクタンスが増加し励磁電流（イ
）はその後減少し、励磁電流（イ）が最小になった時に
前記可動鉄心６の吸着が終了し、その後励磁電流（イ）
は増加する。

この時の磁気センサ５の出力は第１図（ｂ）に（イ′）
で示す様な波形となる。即ち、前記磁気センサ５は、永
久磁石２の固定鉄心７と継鉄８の磁路に生じる漏れ磁束
−ｍと及び励磁コイル３の固定鉄心７、可動鉄心６、継
鉄８の磁路に生じる漏れ磁束−〇とを検出する。この場
合に磁束−ｍは一定であるが磁束〆Ｃは励磁電流（イ）
の変化により変化するので、前記可動鉄心６の吸着時か
ら微少時間の経過後（第１図（ａ）及び（ｂ）中、ａ点
として示す）に前記磁気センサ５の出力（イ′）は零と
なり反転する。すなわち、可動鉄心６が吸着され、反発
力に打ち勝ち吸着が安定した時（前記０点）に磁気セン
サ５の出力は反転する。

ここで、第１図（ａ）には他の励磁電流（ロ）、（ハ）
についても実験データが示されているが同様な磁気セン
サ出力（口′）及び（ハ″）が得られβ点、γ点で磁気
センサ出力はそれぞれ反転する。

本発明はこの点に着目するもで、磁気センサ５の出力が
反転する時点を検出し、この検出出力に基づいて励磁電
流制御回路を制御するものである。

以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明の一実施例の要部構成図である。

電源１１は励磁電流制御回路１２を介して前記自己保持
ソレノイド１の励磁コイル３に接続されている。即ち、
前記励磁電流制御回路１２には可変抵抗Ｒ０、抵抗Ｒ１
、Ｒ３、Ｒ３、コンデンサＣおよびオペアンプ１３から
成るタイマ回路１５が設けられ、このオペアンプ１３の
出力はアンド回路１６に接続されている。また、第３図
中５はホール素子等の前記磁気センサを示し、この磁気
センサ５の出力はオペアンプ１７の子端子に接続されて
いる。また、このオペアンプ１７の一端子には前配電源
１１が可変抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ，により分圧されて接
続されている。このオペアンプ１７の出力は前記アンド
回路１６に接続されている。

このアンド回路１６の出力はトランジスタ１８のベース
端子に抵抗Ｒ２を介して接続されている。

このトランジスタ１８のコレクタ端子には前記自己保持
ソレノイドの励磁コイル３が接続され、エミッタ端子は
接地されている。前記自己保持ソレノイドの励磁コイル
３にはダイオード１９が並列に接続されている。また、
第３図中、２０はワンショット型スイッチ回路を示し、
励磁コイル３は省略されている。

第４図は、第３図にＸ印で示した各点の動作波形図を示
す。

〔動作〕

この様に構成した本発明一実施例の特徴ある動作を説明
する。

ワンショット型スイッチ回路２０が閉路されると電源電
圧Ｅが印加され（第４図ａ）、これによりタイマ回路１
５から所定の時間だけ出力（第４図ｂ）が送出される。

これにより、前記自己保持ソレノイドに励磁電流（第４
図ｆ）が流れ、前記磁気センサ５は第１図で説明した様
な出力（第４図Ｃ）を送出する。この出力ｄが反転前で
あれば、前記オペアンプ１７は出力を送出し続はトラン
ジスタ１８もＯＮ状態となる。

この状態で、本発明の特徴である動作が行われる。即ち
、前記永久磁石の漏れ磁束と励磁コイルの漏れ磁束が相
殺され前記磁気センサ５がこれを検出しその出力が零と
なると、オペアンプ１７の出力も零となり、アンド回路
１６が閉じられ、トランジスタ１８がＯＦＦ状態となり
、励磁コイル３への励磁電流が切られる。この状態では
、可動鉄心６は永久磁石２のみにより自己保持される。

この後は、励磁電流ｆはダイオード１９を介して減衰す
る。

ここで、前記タイマ回路１５は可動鉄心６が吸着されな
い場合に前記励磁電流制御回路１２をＯＦＦ状態にして
、自己保持ソレノイドを保護するための保護回路である
。

また、上記実施例は漏れ磁束が互いに相殺される時点（
例えば、第１図のα点）を磁気センサで検出する場合を
示したが、漏れ磁束の反転状態、即ち、第１図（ｂ）に
α１点およびα２点で示すα点の前後の部分の磁束をそ
れぞれ検出しても良い。

〔効果〕

以上説明したように本発明によれば、自己保持用永久磁
石からの漏れ磁束と励磁コイルからの漏れ磁束とが互に
逆向きに干渉し合う位置に磁気感知素子を配置し、この
磁気感知素子の出力を励磁電流制御回路に接続する様に
構成した。

したがって、可動鉄心が安定吸着状態になる自己保持用
永久磁石の漏れ磁束と励磁電流による励磁コイルからの
漏れ磁束とが互いに打ち消す合う時点を磁気感知素子の
出力から正確に検出することができ、この検出出力に基
づいて無駄に電源電力を消費することなく可動鉄心を永
久磁石で自己保持されることができる優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の詳細な説明するた
めの実験データを示す図。 第２図は磁気センサの配置位置の説明図。 第３図は本発明一実施例の要部回路構成図。 第４図は第３図の動作波形図。 ■　　　　　自己保持ソレノイド ２　　　　　永久磁石 ３　　　　　励磁コイル ５　　　　　磁気センサ ６　　　　　可動鉄心 ７　　　　　固定鉄心 ８　　　　　継鉄 ＋１　　　　　電源 １２　　　　　励磁電流制御回路 Ｈ，＋７　　　　オペアンプ １５　　　　　タイマ回路 １６　　　　　アンド回路 １８　　　　　１−ランジスタ １９　　　　　ダイオード ２０　　　　　ワンショット型スイッチ回路第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動鉄心と、 励磁コイルと、 前記励磁コイルに励磁電流を与える手段と、前記可動鉄
   心を自己保持するための永久磁石とを備えた自己保持ソ
   レノイド回路において、前記永久磁石からの漏れ磁束と
   励磁コイルからの漏れ磁束とが互いに逆向きに干渉し合
   う位置に配置された磁気感知素子と、 前記磁気感知素子の出力が反転する時点を検出し、この
   検出出力に基づいて前記励磁コイルへの前記励磁電流の
   供給を制御する励磁電流制御回路と、 を備えたことを特徴とする自己保持ソレノイド回路。