JPH0339660Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は油圧機器等に用いられる電磁弁に関
し、特にソレノイド励磁電源と分離した信号線に
よる小電流のオン・オフ制御信号でソレノイドの
付勢・消勢を制御するようにした電流信号制御形
の電磁弁に関する。

〔従来の技術〕

電磁弁の開閉制御を光信号に基づいて行うこと
により、電気的雑音の除去と電磁誘導妨害
（EMI）の除去、及びコンピユータ制御系との整
合性向上を果すことは例えば特開昭59−58283号
公報などによつて公知である。

しかしながら原理的には信号線としての光フア
イバーを介して送られてくる光信号でスイツチン
グ素子を制御し、これによつて電磁弁のソレノイ
ドプランジヤ装置の励磁をオン・オフ制御すれば
よいが、実際には電磁弁の作動時の振動や電磁弁
周囲の環境の汚れ等に対して、光フアイバーと電
磁弁電装部との連結に少なからず工夫を必要とす
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案の課題は、信号線として光フアイバーを
用いることなく通常の電気配線によりソレノイド
の励磁のオン・オフ制御信号をソレノイド励磁電
流とは分離して送り、信号線に対してソレノイド
のオン・オフ時の電気的雑音の影響を受けにくく
し、且つ信号線を介して周辺機器に対し電源ライ
ンの前記雑音によるEMIを与えにくくし、また
電磁弁ボデイ上に組込む電気回路部品の小形化に
伴うソレノイド励磁オン・オフ用スイツチング素
子の高ゲイン化に際して、信号線に入力信号以外
の漏れ電流が生じてもスイツチング素子が誤動作
を起こすことのない電流信号制御形の電磁弁を提
供することである。

〔問題点の解決手段〕

本考案の電流信号制御形電磁弁は、前述の問題
点を解決するために、一対の電源端子間に接続さ
れたソレノイドコイルとスイツチング素子との直
列回路と、信号入力端子と、該信号入力端子に与
えられるオン・オフ入力信号に応じて前記スイツ
チング素子の導通・遮断を制御するための出力信
号を生じるフオトカプラ装置と、前記入力信号に
応じて前記フオトカプラ装置の入力側に流れる電
流の値を制限する電流制限素子と、前記フオトカ
プラ装置の入力側に直列に挿入され端子電圧が予
め定められた電圧値を超えたときのみ前記電流を
前記フオトカプラ装置に入力せしめる電圧非直線
素子とを備えている。

本考案の好ましい実施態様において、前記電圧
非直線素子は電流制限素子に直列接続されたツエ
ナーダイオードである。また前記電流制限素子は
好ましくは定電流ダイオードであるが、簡略にす
るなら抵抗であつてもよい。

〔作用〕

本考案の電磁弁では、ソレノイドコイル電源端
子に対して、ソレノイドのオン・オフ制御の信号
入力端子が別に設けられており、且つ信号入力端
子からフオトカプラ装置の入力側に流れる電流の
値が電流制限素子によつて小電流値に制限され、
さらにこの電流も電圧非直線素子の端子電圧が所
定値を超えないと流れないため、信号入力端子に
接続される信号線に対してソレノイドのオン・オ
フ時のノイズが影響を与えないし、また電源ライ
ンから外部へ前記ノイズを極力出さないようにす
ることが可能となり、更に信号線を介して他の機
器にノイズやEMIを与えることが極めて少なく
なり、実用上は光フアイバーによる信号線を用い
たものと大差ない性能のものが得られるものであ
る。また信号入力端子からフオトカプラ装置の入
力側に流れる電流は、電圧非直線素子の端子電圧
が所定値を超えないと流れないので、信号入力端
子を介して流れる漏れ電流があつても、漏れ電流
の大きさが電圧非直線素子を導通させるほどのも
のでない限り、フオトカプラ装置がスイツチング
素子を誤動作させることはない。

本考案の好ましい実施例を図面と共に説明すれ
ば以下の通りである。

〔実施例〕

第１図は本考案の実施例に係る電磁弁の直流ソ
レノイド励磁制御回路を示し、電磁弁の弁ボデイ
やその内部で移動する弁体および該弁体を駆動す
るためのソレノイドプランジヤ装置などの機械部
分は図示を省略してある。

第１図において、１０は弁ボデイに取り付けら
れた端子箱であり、一対の電源端子１５，１６
と、前記ソレノイドプランジヤ装置のソレノイド
コイル１９を接続する差込みプラグ端子１７，１
８と、信号電源入力端子３と、信号入力端子４と
を備えている。電源端子１５，１６には直流ソレ
ノイド励磁電源２０が電源ラインによつて接続さ
れ、差込みプラグ端子１７，１８にはソレノイド
コイル１９が接続され、端子３には信号線３６に
より信号電源１の正極が、また端子４には信号線
３７により制御用のスイツチ２を介して信号電源
１の負極が接続されている。この場合、スイツチ
２は接点として示してあるが、実際にはトランジ
スタ等のスイツチング素子またはシーケンサやプ
ログラマブルコントローラ等のスイツチング出力
を用いる。

端子箱１０内において、電源端子１５，１６間
には前記差込みプラグ端子１７，１８を介してソ
レノイドコイル１９とスイツチング素子としての
ダーリントンタイプのパワースイツチングトラン
ジスタ１２との直列回路が接続され、またソレノ
イドコイル１９と並列に通電およびオフ時動作表
示用のフオトダイオード１３と、サージ吸収素子
１４とが接続されている。電源端子１５，１６間
に接続された抵抗１１と定電圧ダイオード９およ
び平滑コンデンサ８は、脈流出力を生じる直流ソ
レノイド励磁電源の非平滑直流出力を安定化直流
出力にするための内部安定化電源回路を構成して
おり、その出力によりフオトカプラ装置６に給電
している。フオトカプラ装置６は、入力側の発光
ダイオード６−１の発光で出力側のフオトトラン
ジスタ６−２が電流出力を生じる通常のものであ
り、この出力側フオトトランジスタにより前記パ
ワースイツチングトランジスタ１２のベース電流
をオン・オフ制御するようになつている。

フオトカプラ装置６の入力側において、信号電
源入力端子３と発光ダイオードのアノード側との
間には電流制限素子としての順方向の定電流ダイ
オード５と双方向ツエナーダイオード２１とが直
列に挿入されており、発光ダイオード６−１のカ
ソード側は信号入力端子４に接続されている。こ
の定電流ダイオード５は、フオトカプラ装置６の
入力側の発光ダイオード６−１に対して信号電源
１の電圧が異なつても、ある一定範囲、例えば10
〜20mAの電流を流すようにするためのものであ
り、電磁弁の使用者側で用意している信号電源の
電圧の高さが判つていれば、電流制限素子として
それに応じた抵抗値の固定抵抗を代わりに用いて
もよく、そうでない場合は、信号電源電圧の上下
限値を例えば５〜100vの如く指定したうえで、
その範囲内の電圧値で10〜20mAの一定電流を得
ることが出来るように選定した定電流ダイオード
を電流制限素子として用いることにより、使用者
側での信号電源に対する対応幅の広い製品とする
ことができ 信号電源の電圧値が異なつつても電
流制限素子の調整やつけ替えをする必要のない製
品が得られるものである。

また前記双方向ツエナーダイオード２１は、ス
イツチ２が例えばプログラマブルコントローラの
スイツチング出力部である場合など、スイツチ２
のオフ時に生じる漏れ電流が発光ダイオード６−
１に流れるとそれに応じたフオトトランジスタ６
−２の微小な電流出力で高ゲインのダーリントン
パワースイツチングトランジスタ１２が導通して
しまうので、それを防ぐために挿入されている。
このツエナーダイオード２１は、例えば信号電源
１の電圧が24V、定電流ダイオード５のピンチオ
フ開始電圧が5V、発光ダイオード６−１の順方
向電圧降下が0.4Vであるとすると、 24−（５＋0.4）＝18.6〔Ｖ〕 より低い値のツエナー電圧のものを用いる。この
ツエナー電圧の値は、漏れ電流やノイズに対する
不感帯の幅を決定するものであり、下限値として
は好ましくは3V程度とする。例えば前述の電圧
値の例においてツエナーダイオード２１のツエナ
ー電圧が15Vであるとすれば、スイツチ２に漏れ
電流のある素子が使われていても、端子３，４間
の電圧が、15＋５＋0.4＝20.4〔Ｖ〕を超えないと
発光ダイオード６ー１には電流が流れない。

尚、図示の例ではツエナーダイオード２１に双
方向形のものを用いているが、本考案はこれに限
定されるものではなく、通常の単一方向形のツエ
ナーダーオードをはじめ種々の電圧非直線素子を
用いることができることは述べるまでもない。

第１図の構成において、スイツチ２がオフ状態
ではフオトカプラ６の入力側の発光ダイオード６
ー１に電流が流れず、Ａ点がローレベルとなつて
いるのでパワースイツチングトランジスタ１２は
オフのままである。この場合、スイツチ２に漏れ
電流が生じても、ツエナーダイオード２１の端子
電圧がそのツエナー電圧を超えるほどの大きさに
ならないかぎり、発光ダイオード６−１には電流
が流れない。スイツチ２がオン状態になると、端
子３，４間に信号電源１の充分大き電圧がかか
り、ツエナーダイオード２１の端子電圧がそのツ
エナー電圧を超えるので、ツエナーダイオード２
１が導通し、フオトカプラ６の入力側の発光ダイ
オード６−１に定電流ダイオード５のピンチオフ
動作で一定値に制限された信号電流が流れ、これ
によりフオトトランジスタ６−２が電流出力を生
じてパワースイツチングトランジスタ１２が導通
し、ソレノイドコイル１９が励磁される。

第２図は本考案の別の実施例を示しており、こ
の例では信号電源入力端子を設けず、代わりに信
号電源を電源端子１５から得るために、電源端子
１５と電流制限用定電流ダイオード５とを接続す
る内部接続回路３９が設けられ、また信号入力端
子４は信号線３７，３８によりスイツチ２を介し
て電源端子１６に接続されている。その他の回路
部分は第１図の例と大差なく、動作も同様であ
る。

尚、第２図において２２は赤および緑の二色で
発光する表示用発光ダイオードであり、フオトカ
プラ装置６の入力に電流が流れた時に赤い発光表
示を行い、オフ時のサージ吸収素子１４の作動を
緑の発光表示で行うようになつている。

第２図において、定電流ダイオード１５のアノ
ードを内部接続回路３９によつて電源端子１５に
接続したが、これは勿論抵抗１１と抵抗７との接
続点Ｂに接続してもよく、或いはまた定電流ダイ
オード１５の代りに別の抵抗を介して発光ダイオ
ード６−１のアノードを接続点Ｂに接続してもよ
い。

〔考案の効果〕

以上述べた如く、本考案によれば、ソレノイド
コイルの電源端子と信号線とを別にできるのでソ
レノイドのオン・オフ時のノイズが信号線に伝わ
りにくく、励磁電源ラインと信号ラインを分け
て、電源ラインからのノイズが外に出にくい信号
線の布線配置ができ、また信号線から他の周辺機
器へEMIを与える恐れも低減でき、さらに信号
線には一定に制限された電流値しか流れないので
この点でもノイズ発生が少ない。そしてなにより
も入力に漏れ電流が生じても電圧非直線素子の働
きにより漏れ電流でスイツチング素子が誤動作す
るのを防止でき、通常のフオトカプラ装置と高ゲ
インのスイツチング素子で小形な電気回路を組む
ことが可能となるので電気回路部品組込み形の電
磁弁における構造上の利点も奏することが可能で
ある。

通常、油圧装置を製作する場合電磁弁を動作さ
せる電気装置の製作は、電磁弁ソレノイドの電源
も含めて電気メーカーが他の電子装置の電源と同
様または共用にして製作しているのが一般的であ
るが、本考案の電磁弁を使用する場合、電磁弁ソ
レノイド励磁用電源は他の電子、電気装置の電源
と切離すことができる為、電磁弁メーカーまたは
油圧装置メーカーで独自に製作でき、この場合、
電磁弁ソレノイド専用の電源は、定電圧・定電流
電源を必要とせず、また多少の漏れ電流の発生が
生じても差支えないため、低価格で製作できるこ
とになる。

本考案の電磁弁では、励磁電源の他に入力信号
用電源を必要とするが、出力電源が10（mA）〜
20（mA）程度のLED用電源でよいことから、他
の電子機器用電源と共用できる利点があり、そし
てこの信号系にはソレノイドのオン・オフ時のノ
イズが伝わりにくくなつているのである。

さらに本考案の電磁弁では励磁電源ラインと分
離した信号ラインに10〜20（mA）の小電流のス
イツチング信号を与えて動作できるので、通常の
シーケンサまたはプログラマブルコントローラの
出力ユニツトとしては軽負荷用のもので直接制御
できることになり、直流電磁弁又は交流電磁弁を
問わず一種類の出力ユニツトで動作させることが
でき、特に内部信号電源方式のものでは出力ユニ
ツトを用いずにシーケンサ等の出力で直接ドライ
ブすることも可能となり、その場合にシーケンサ
等の出力にオフ時の多少の漏れ電流があつても電
磁弁が誤動作することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る直流電磁弁の
ソレノイド励磁制御回路を示す回路図、第２図は
同じく別の実施例を示す回路図である。 ３……外部信号電源入力端子、４ａ，４ｂ……
信号入力端子、５……定電流ダイオード（電流制
限素子）、６……フオトカプラ装置、１２……パ
ワースイツチングトランジスタ（スイツチング素
子）、１５，１６……電源端子、１９……ソレノ
イドコイル、２０……励磁電源、２１……ツエナ
ーダイオード（電圧非直線素子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 一対の電源端子間に接続されたソレノイドコ
   イルとスイツチング素子との直列回路と、信号
   入力端子と、該信号入力端子に与えられるオ
   ン・オフ入力信号に応じて前記スイツチング素
   子の導通・遮断を制御するための出力信号を生
   じるフオトカプラ装置と、前記入力信号に応じ
   て前記フオトカプラ装置の入力側に流れる電流
   の値を制限する電流制限素子と、前記フオトカ
   プラ装置の入力側に直列に挿入され端子電圧が
   予め定められた電圧値を超えたときのみ前記電
   流を前記フオトカプラ装置に入力せしめる電圧
   非直線素子とを備えたことを特徴とする電流信
   号制御形電磁弁。 ２ 電流制限素子として定電流ダイオードを備え
   た実用新案登録請求の範囲第１項に記載の電磁
   弁。 ３ 電流制限素子として抵抗を備えた実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載の電磁弁。 ４ 電圧非直線素子として電流制限素子に直列接
   続されたツエナーダイオードを備えた実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載の電磁弁。