JPH0413844B2 - - Google Patents

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、リミツト
スイツチ方式、タイマー方式、電流検出方式、電
気量設定方式及びリードスイツチ方式等が知られ
ている。

しかし、リミツトスイツ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、タイマー方式は吸着動作
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、リードスイツ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
いに打ち消し合うことに着目し、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
に伴つて励磁コイル３のＬ成分のリアクタンスが
増加し励磁電流イはその後減少し、励磁電流イが
最小になつ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φm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
φcとを検出する。この場合に磁束φmは一定であ
るが磁束φc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、α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α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
ンサ出力ロ′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ので、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，R₂，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＋端子に接続され
ている。また、このオペアンプ１７の−端子には
前記電源１１が可変抵抗R₅および抵抗R₆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R₇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
ミツ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
シヨツト型スイツチ回路を示し、励磁コイル３は
省略されている。

第４図は、第３図に×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。

ワンシヨツト型スイツチ回路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１５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は出力を送出し続けトラ
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。

したがつて、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し合う
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は本発明の原理を説明するた
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。 １……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、１１……
電源、１２……励磁電流制御回路、１３，１７…
…オペアンプ、１５……タイマ回路、１６……ア
ンド回路、１８……トランジスタ、１９……ダイ
オード、２０……ワンシヨツト型スイツチ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。