JPH01199080A - パルス式電磁弁操作装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電池を電源として操作対象電磁弁にそれを開
作動又は閉作動させるためのパルス電流を付与するパル
ス電流発振手段を設け、そのパルス電流発振手段にパル
ス電流の発振を実行させる人為操作手段を設けたパルス
式電磁弁操作装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如きパルス式電磁弁操作装置は、人為操作
手段から付与されるパルス電流発振指令に対して、パル
ス電流発振手段に常に一定パルス巾のパルス電流を発振
させる構成となっていた。

又、電源電池の電圧降下のためにパルス電流による電磁
弁操作が近く不能となることを使用者に前もって認知さ
せて電池の交換を促す手段として、電池電圧を検出する
手段、及び、その検出結果に基づいて電池電圧が所定の
電圧値にまで降下したことを報知する手段を設けていた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第４図において、Ａ、Ｂは夫々、パルス電流の
パルス巾（Ｔ）と電池電圧（Ｖ）とに関する個々の電磁
弁の作動特性を示すが、電磁弁には同仕様のものであっ
てもこのような作動特性のバラツキがあり、それに対し
、上述の如く、パルス電流のパルス巾（Ｔ）を一定（Ｔ
Ｌ）にし、又、電池電圧（Ｖ）が一義的に設定された所
定の報知電圧（Ｖυまで降下した時にそのことを使用者
に報知するようにすると、Ａの特性を有する電磁弁につ
いては、図中点ａ（電池電圧ｖ、）で電圧降下が報知さ
れ、その後、電池を交換せずに使用を続けると点ｂ（電
池電圧Ｖ２）でパルス電流による電磁弁操作が不能とな
り、一方、Ｂの特性を有する電磁弁については、図中点
Ｃ（電池電圧Ｖ＋）で電圧降下が報知され、その後、電
池を交換せずに使用を続けると点ｄ（電池電圧ｖ、）で
パルス電流による電磁弁操作が不能となる。

すなわち、電圧降下報知後における電磁弁の操作可能回
数がＡの特性を有する電磁弁を操作対象とする場合とＢ
の特性を有する電磁弁を操作対象とする場合とで大きく
異なるのであり、同仕様の電磁弁を操作対象とするもの
でありながら、このような差が生じることが電圧降下報
知の信頼性、ひいては、この種のパルス式電磁弁操作装
置の信頼性を低下させることになっていた。

しかも、Ｂの特性を有する電磁弁を操作対象としたもの
において使用者が電圧降下報知に応じて電池を交換する
と、点Ｃから点ｄに至るまで未だ多数回にわたって使用
できる電池を無駄に捨ててしまうことになる問題もあっ
た。

本発明の目的は、パルス電流発振形態に対する合理的な
改良により、上述問題を解消するとともに、装置構成の
簡略化を合せ図る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるパルス式電磁弁操作装置の特徴構成は、電
池を電源として操作対象電磁弁にそれを開作動又は閉作
動させるためのパルス電流を付与するパルス電流発振手
段を設け、そのパルス電流発振手段にパルス電流の発振
を実行させる人為操作手段を設ける構成において、前記
人為操作手段から付与されるパルス電流発振指令に応じ
て前記パルス電流発振手段に発振させるパルス電流のパ
ルス巾を前記人為操作手段からパルス電流発振指令が付
与されるごとに夫々設定された長パルス巾と短パルス巾
とに自動的に交互切換えするパルス巾切換手段を設けた
ことにあり、その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、上述構成を採用すれば、 （ｉ）電池電圧が十分に高いときには、短パルス巾のパ
ルス電流であっても電磁弁に対して十分な作動電力（パ
ルス巾と電池電圧との積に相当）が付与されるから、人
為操作手段からのパルス電流発振指令に対して発振され
るパルス電流が長パルス巾のものであっても、又、短パ
ルス巾のものであっても電磁弁は所期通りに作動する。

すなわち、人為操作手段からパルス電流発振指令が付与
されるごとに発振パルス電流のパルス巾が長短交互に切
換わるにしても、人為操作手段に対する１回の人為操作
だけで電磁弁は所期通りに作動する。

（ｉｉ　）　ところが、電池電圧がある程度まで降下す
ると、短パルス巾のパルス電流付与では供給される作動
電力が不足となって電磁弁は所期通りに作動しなくなり
、そのために、人為操作手段からパルス電流発振指令が
付与されるごとに発振パルス電流のパルス巾が長短交互
に切換ることにおいて、長パルス巾のパルス電流が発振
されたときのみ電磁弁が所期通りに作動する。

すなわち、電池電圧がある程度降下すると、電磁弁を所
期通りに作動させるに人為操作手段に対する２回の人為
操作が必ず必要となるのであり、そして、そのように、
２回操作が必要となることをもって、使用者に電池電圧
の降下を認知させて電池の交換を促すことができる。

（ｉｉｉ　）以後、電池電圧が更に降下すると、ある時
点で長パルス巾のパルス電流によっても供給される作動
電力が不足となり、電池を交換しない限りパルス電流に
よる電磁弁操作は全く不能となる。

上述の如き電磁弁作動形態を第４図におけるへの特性を
有する電磁弁を操作対象とする場合、及び、Ｂの特性を
有する電磁弁を操作対象とする場合の夫々についてあて
はめてみると（第４図参照）、人為操作手段からパルス
電流発振指令が付与されるごとにパルス電流発振手段か
ら発振されるパルス電流のパルス巾（Ｔ）が夫々設定さ
れた長パルス巾（Ｔｔ、）と短パルス巾（Ｔｓ）とに交
互に切換ねることにおいて、Ａの特性を有する電磁弁を
操作対象とする場合は、電池電圧（Ｖ）が（ｖｌ）より
高い（Ｖ＞Ｖ＋）ときには１回の人為操作だけで電磁弁
を所期通りに作動させることができるが、電池電圧（Ｖ
）が（Ｖ、）まで降下した以後は２回操作が必要となり
、そして、電池電圧（Ｖ）が（ｖ２）まで降下すると電
磁弁操作が不能となる。

すなわち、作動特性上、点ａで２回操作が必要となって
使用者が電圧降下を認知するようになり、電池を交換せ
ずにそのまま２回操作をもって使用を続けると点すで使
用不能となる。

一方、Ｂの特性を有する電磁弁を操作対象とする場合は
、電池電圧（ｖ）　が（ｖ３）より高い（Ｖ＞ｖ、３）
ときには１回の人為操作だけで電磁弁を所期通りに作動
させることができるが、電池電圧（Ｖ）が（ｖ３）まで
降下した以後は２回操作が必要となり、そして、電池電
圧（Ｖ）が（ｖ４）まで降下すると電磁弁操作が不能と
なる。

すなわち、作動特性上、点ｅで２回操作が必要となって
使用者が電圧降下を認知するようになり、電池を交換せ
ずにそのまま２回操作をもって使用を続けると点ｄで使
用不能となる。

〔発明の効果〕

以上の結果、 （イ）２回操作が必要となって使用者が電圧降下を認知
するようになった時点から電磁弁操作が全く不能となる
までの間の電磁弁操作可能回数（すなわち、Ａの特性を
有する電磁弁を操作対象とする場合にはａ−ｂ間距離に
相当、又、Ｂの特性を操作する電磁弁を操作対象とする
場合にはｅ　−ｄ間距離に相当）が、いずれの電磁弁を
操作対象としてもそれら電磁弁の作動特性のバラツキに
かかわらずほぼ同等（ａ　−ｂ間距離＝ｅ−ｄ間距離）
となり、それによって、電池電圧の降下のために電磁弁
操作が近く不能となることを前もって使用者に認知させ
て電池の交換を促すという機能面でこの種のパルス式電
磁弁操作装置の信頼性を大巾に向上し得た。

（ロ）　又、従来装置では、例えばＢの特性を有する電
磁弁を操作対象とする場合において使用者が電圧降下報
知に応じて電池を交換すると、電磁弁操作が全く不能と
なるまでに未だ多数回にわたって使用できる電池を無駄
に捨ててしまうことになる問題もあったが、本発明構成
によれば、上述（イ）の如く使用者が電圧降下を認知す
るようになった時点からの電磁弁操作可能回数が電磁弁
作動特性のバラツキにかかわらずほぼ同等となることで
、そのように電池を無駄に捨ててしまうといった問題も
解消され、使用者が電圧降下の認知に応じて電池を交換
するにしても、電池電力は多大の無駄が生じないところ
にまで操作対象電磁弁夫々の作動特性に応じて十分に使
い切っておくことができる。

（ハ）使用者に電池電圧の降下を認知させるにあたって
、従来装置のような電圧検出手段、及び、報知手段の付
加が不要となる。

（ニ）ちなみに、上述（イ）、（ロ）、（ハ）の効果を
得るに、基本的には人為操作手段からパルス電流発振指
令が付与されるごとに短パルス巾（Ｔｓ）のパルス電流
を発振させるようにし、そして、電磁弁作動状態の検出
に基づき、パルス電流発振指令の付与に対して電磁弁が
作動しなかったことが検出されたときにのみ、次回の人
為操作手段からのパルス電流発振指令に対してパルス電
流発振手段に長パルス巾（ＴＬ）のパルス電流を発振さ
せるようにすることも考えられるが、その場合、電磁弁
の作動状態を検出する検出手段が必要となる。

その点、本発明構成によれば、そのような作動状態検出
手段の付加も不要である。

（ホ）人為操作手段からパルス電流発振指令が付与され
るごとにパルス巾を長短交互に切換えるパルス巾切換手
段は例えばフリップフロップ回路の適用等により、パル
ス電流発振手段に対して本来装備される制御系回路内で
極めて簡単に構成でき、又、マイコン制御を行うもので
はプログラム設定だけでパルス巾切換手段の機能を得る
こともできるから、上述（ハ）。

（ニ）のことと相俟って装置構成を極めて簡略にでき、
ひいては、装置コストを低減し得る利点もある。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図は燃焼装置においてバーナへの燃料供給を断続す
る電磁弁（１）　の開閉操作、及び、バーナに対する点
火操作を司る燃焼制御回路を示し、図中、（２）は人為
操作手段としての運転スイッチ、（３）は電源電池、（
４）は定電圧回路、（５）はバーナ近傍に配置した熱電
対（６）、　（７）の起電状態から燃焼状態が適正か否
かを判定する燃焼状態検出回路、（８）はマイクロコン
ピュータ利用のシーケンスコントロール回路、（９）　
はバーナ近傍に配置した点火プラグに対してスパーク電
力を付与する点火トランスである。

又、（１０）、　（１１）は夫々、電磁弁（１）におけ
る電磁コイルであり、（１０）は電磁弁（１）　を閉じ
付勢力に抗して閉弁状態から開作動させる吸引コイル、
（１１）は吸引コイル（１０）により開作動した電磁弁
（１）を閉じ付勢力に抗して開弁状態に保持する保持コ
イルである。

尚、（Ｒ）は吸引コイル（１０）への通電を断続するリ
レーである。

シーケンスコントロール回路（８）　には基本的に下記
（イ）〜（ハ）の機能を備えさせである（第２図参照）
。

（イ）　運転スイッチ（２）　がＯＮｍ作された時、内
蔵のパルス発振回路（１２）からのパルス発振によりリ
レー（Ｒ）を設定された微小時間（Ｔ）だけ励磁させて
、吸引コイル（ｌＯ）に対し電磁弁開弁作動用の所定パ
ルス巾（Ｔ）のパルス電流を電源電池（３）から付与し
、又、保持コイル（１１）及び点火トランス（９）　に
対する通電を開始する。

（ロ）運転スイッチ（２）がＯＮ操作された後、設定さ
れた所定時間（ｔｗ）内に燃焼状態検出回路（５）によ
り適正着火が検出された時、点火トランス（９）に対す
る通電を断つ。

一方、運転スイッチ（２）がＯＮ操作された後、上記の
所定時間（ｔｗ）内に燃焼状態検出回路（５）　による
適正着火の検出がなかったときには、その所定時間（ｔ
ｗ）の経過時点で、点火トランス（９）　に対する通電
、及び、保持コイル（１１）に対する通電の両方を断つ
。

（ハ）適正着火の後、保持コイル（１１）に対する通電
が継続されている燃焼運転途中において、燃焼状態検出
回路（５）　により不完全燃焼や立消えが検出されると
、その時点で保持コイル（１１）に対する通電を断つ。

尚、点火時及び燃焼運転途中において上述の如く燃焼状
態検出回路（５）　の検出結果に基づき保持コイル（１
１）に対する通電が断たれると、又、運転スイッチ（２
）のＯＦＦ操作により保持コイル（１１）に対する通電
が断たれると、電磁弁（１）は閉じ付勢力により閉弁作
動する。

シーケンスコントロール回路（８）　には、上述（イ）
〜（ハ）の基本機能を備えさせるに加えて、パルス発振
回路（１２）からリレー（Ｒ）へ発振させるパルスのパ
ルス巾（Ｔ）を運転スイッチ（２）がＯＮ操作されるご
とに、夫々設定された長パルス巾（ＴＬ）と短パルス巾
（Ｔｓ）とに自動的に交互切換えするパルス巾切換回路
（１３）を具備してあり、そのパルス巾切換回路（１３
）によるパルス巾（Ｔ）の自動交互切換え（すなわち、
リレー（Ｒ）励磁時間（Ｔ）の長短交互切換え）により
、運転スイッチ（２）ＯＮ１作時に吸引コイル（１０）
に対して付与する電磁弁開弁作動用パルス電流のパルス
巾（Ｔ）を運転スイッチ（２）がＯＮ操作されるごとに
長パルス巾（ＴＬ）と短パルス巾（Ｔｓ）とに交互に切
換えるようにしである。

つまり、（第４図におけるグラフＢ参照、尚、グラフＢ
はパルス電流のパルス巾（Ｔ）　と電池電圧（Ｖ）とに
関する電磁弁（１）の作動特性を示すものとする）、電
池電圧（Ｖ）が（Ｖ、）未満に降下した状態（Ｖ４＜Ｖ
＜Ｖ３）では、上述の如くパルス電流のパルス巾（Ｔ）
が運転スイッチ（２）がＯＮ１作されるごとに長短交互
に切換えられることにおいて、短パルス巾（Ｔｓ）のパ
ルス電流が付与されるときには、その短パルス巾（Ｔｓ
）のパルス電流により吸引コイル（ｌＯ）に供給される
作動電力（パルス巾（Ｔ）と電池電圧（Ｖ）との積に相
当）が不足であるために電磁弁（１）が所期通りに開弁
作動しないようにし、そして、長パルス巾（ＴＬ）のパ
ルス電流が付与されたときにのみ電磁弁（１）が所期通
りに開弁作動するようにしである。

換言すれば、電池電圧（Ｖ）が（ｖ３）以上の状態（Ｖ
＞Ｖ、）では付与されるパルス電流のパルス巾（Ｔ）が
長パルス巾（ＴＬ）であるか短パルス巾（Ｔｓ）である
かにかかわらず運転スイッチ（２）　に対する１回の操
作だけで電磁弁（１）が所期通りに開弁作動してバーナ
着火に至るのに対し、電池電圧（ｖ）が（Ｖ、）未満に
降下した状態（Ｖ４＜Ｖ＜Ｖ、）では、電磁弁（１）を
所期通りに開弁作動させてバーナ着火させるのに運転ス
イッチ（２）　　に対する２回のＯＮ操作が必要となる
ようにしてあり、そして、そのように２回操作が必要と
なるとをもって使用者に電池電圧の降下を認知させて電
池交換を促すようにしである。

すなわち、第２図のタイムチャートにおいては、運転ス
イッチ〈２〉　の１回目のＯＮ操作のときには短パ４レ
ス（Ｔｓ）のパルス電流が発振されているが、その時、
電池電圧（Ｖ）が既に（ｖ３）未満の状態であって短パ
ルス巾（Ｔｓ）のパルス電流では電磁弁（１）が所期通
りに開弁作動しないことが原因で（あるいは、着火ミス
が原因で）燃焼状態検出回路（５）による適正着火の検
出が所定時間（ｔｗ）に無いために、その所定時間（ｔ
ｗ）の経過時点で点火操作が中断されている。

そして、そのことに対し使用者が２回目の運転スイッチ
（２）ＯＮｆｉ作を行うと、長パルス巾（ＴＬ）のパル
ス電流が発振されて電磁弁（１）　が所期通りに開弁作
動し、又、着火ミスも無かったことから、所定時間（ｔ
ｗ）内に適正着火が燃焼状態検出回路（５）　により検
出され、その結果、保持コイル（１１）に対する通電が
継続されて、次に運転スイッチ（２）がＯＦＦ操作され
るまで燃焼運転が継続されている。

尚、第２図中、破線は電池電圧（Ｖ）が十分に高＜（Ｖ
＞Ｖ３）、かつ、着火ミスが無かったときの作動形態を
示すものである。

！３図はシーケンスコントロール回路（８）　ｌ：内蔵
するパルス発振回路（１２）及びパルス巾切換回路（１
３）の構成例を示し、パルス発振回路（１２）として、
長パルス巾（ＴＬ）のパルスを発振する第１パルス発振
回路（１２Ａ）と短パルス巾（Ｔｓ）のパルスを発振す
る第２パルス発振回路（１２Ｂ）とを設け、そして、パ
ルス巾切換回路（１３）として、運転スイッチ（２）　
がＯＮ操作されたときに入力検知回路（１４）から発振
するパルス発振指令の発振光を運転スイッチ（２）　が
ＯＮ１作されるごとに、すなわち、入力検知回路（１４
）からパルス発振指令が発振されるごとに第１パルス発
振回路（１２Ａ）と第２パルス発振回路（１２Ｂ）　と
に交互切換するフリップフロップ回路（１３）を設けで
ある。

〔別実施例〕

次に別実施例を列記する。

（イ）長パルス巾（ＴＬ）及び短パルス巾（Ｔｓ）の夫
々を具体的にどの程度のパルス巾とするかは適宜決定す
れば良い。

（ロ）操作対象電磁弁に作動用パルス電流を付与する手
段、人為操作によりパルス電流の発振を実行させる手段
、並びに、発振パルス電流のパルス巾（Ｔ）を人為操作
によりパルス電流発振指令が付与されるごとに夫々設定
された長パルス巾（’ｒｔ）と短パルス巾（Ｔｓ）とに
自動的に交互切換する手段夫々の具体的構造は種々の構
成変更が可能であり、それら手段の各々を、パルス電流
発振手段、人為操作手段、パルス巾切換手段と総称する
。

（ハ）前述実施例においては燃焼装置における燃料供給
断続用電磁弁を操作対象電磁弁としたが、操作対象とす
る電磁弁の用途は不問である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
ブロック回路図、第２図はタイムチャート、第３図は部
分ブロック回路図である。第４図は電磁弁作動形態を説
明するグラフである。 （１）・・・・・・電磁弁、（２）・・・・・・人為操
作手段、（３）・・・・・・電池、（１２）、　（Ｒ）
・・・・・・パルス電流発振手段、（１３）・・・・・
・パルス巾切換手段、（Ｔ）・・・・・・パルス巾、（
ＴＬ）・・・・・・長パルス巾、（Ｔｓ）・・・・・・
短パルス巾。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電池（３）を電源として操作対象電磁弁（１）にそれ
   を開作動又は閉作動させるためのパルス電流を付与する
   パルス電流発振手段（１２），（Ｒ）を設け、そのパル
   ス電流発振手段（１２），（Ｒ）にパルス電流の発振を
   実行させる人為操作手段（２）を設けたパルス式電磁弁
   操作装置であって、前記人為操作手段（２）から付与さ
   れる電流発振指令に応じて前記パルス電流発振手段（１
   ２），（Ｒ）に発振させるパルス電流のパルス巾（Ｔ）
   を前記人為操作手段（２）からパルス電流発振指令が付
   与されるごとに夫々設定された長パルス巾（Ｔ＿Ｌ）と
   短パルス巾（Ｔ＿Ｓ）とに自動的に交互切換えするパル
   ス巾切換手段（１３）を設けたパルス式電磁弁操作装置
   。