JPH0519929Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、２線式ラツチングソレノイドに対
するソレノイド駆動回路に関する。

（従来の技術） 都市ガスやプロパンガスの大々的な普及により
ガスメータに正確に使用量計測ができるものが求
められてきている。しかも、高層住宅が多く建設
されるようになつた近年は特に、少ないスペース
に多数のガスメータを密集して設置する必要があ
り、ひつきよう各ガスメータの小形化が強く要望
されるようになつている。

このような要望に答えるため、従来の膜式ガス
メータに代えて第３図に示すようなタービン式ガ
スメータが使用されるようになつている。このタ
ービン式ガスメータ１は、ケーシング２内に羽根
車室３を設けて、この羽根車室３内に羽根車４を
設け、広域計測が可能なように羽根車室３に小ノ
ズル５と大ノズル６とを形成し、大ノズル６側に
ガス流量の大小に応じて開閉する開閉弁７を設け
たものである。そして、開閉弁７の駆動には単安
定形ラツチングソレノイド８を用い、ガス流量の
大小に応じてCPU９によりこのラツチングソレ
ノイド８を駆動し大ノズル６の開閉を行うように
している。

前記CPU９は、羽根車４の回転数を回転検知
コイル１０から周波数検出回路１１を通して入力
される周波数信号に所定の係数を掛け合わせるこ
とによりガス流量を算出し、表示装置１２に表示
させる。また、小ノズル５による羽根車４の回転
数が所定値よりも上昇するとき、弁切替え回路１
３を駆動してラツチングソレノイド８を駆動し、
開閉弁７を開くことにより大ノズル６を開き、大
小両ノズル５，６から羽根車室３にガスが流れ込
むようにし、大流量に対しても正確に流量計測で
きるようにしている。

そして、このようなタービン式ガスメータ１の
開閉弁７の駆動用のラツチングソレノイド８に
は、２線式の単安定形ラツチングソレノイドを用
いている。これは、消費電力を少なくして、ガス
メータの取換え時期までメンテナンスフリーにし
ておく必要があるためである。

この２線式ラツチングソレノイドの駆動動作に
ついて説明すると、CPU９が弁切替え回路１３
に指令信号を与えることにより、この弁切替え回
路１３がラツチングソレノイド８に対して一定時
間のパルス出力を与え、このパルス出力によりラ
ツチングソレノイド８のコイルを励磁してプラン
ジヤを吸引し、弁７を開とする。また、弁７を閉
じる時には、弁切替え回路１３に指令信号を与え
てラツチングソレノイド８のコイルに逆方向のパ
ルス出力を与えてコイルを逆励磁し、プランジヤ
を元の状態まで突出させ、開閉弁７を閉じる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなソレノイド駆動回路
では、弁切替え回路１３に対して正逆駆動信号が
同時に入つた場合、弁切替え回路１３内でラツチ
ングソレノイド８の励磁回路（ブリツジ回路）を
構成する励磁トランジスタが全てオンになり、電
源からの電流はソレノイドに流れずにブリツジ回
路に隣合うトランジスタを通じて直接グランド側
に電流制限素子を介することなく流れるので、ト
ランジスタに過大電流が流れることになり、当該
トランジスタを損傷する恐れがあるが、このよう
な場合の保護対策がなされていなかつた。

この考案は、このような従来の問題点に鑑みな
されたもので、ソレノイドの正方向励磁手段と逆
方向励磁手段とに同時に駆動信号が与えられるよ
うな場合でも、トランジスタの損傷を引き起こす
恐れのないソレノイド駆動回路を提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） この考案のソレノイド駆動回路は、２線式ラツ
チングソレノイドの駆動回路であつて、前記ソレ
ノイドの正方向励磁手段および逆方向励磁手段
と、前記正方向励磁手段の駆動手段および前記逆
方向励磁手段の駆動手段と、この両駆動手段に接
続すると共に前記両駆動手段の各入力に対応する
２つの入力を備えた同時動作防止手段とを備え、
この同時動作防止手段は、正方向駆動信号または
逆方向駆動信号が単独で入力された時にはこれを
そのまま対応する前記正方向励磁手段の駆動手段
または前記逆方向励磁手段の駆動手段に伝え、正
方向駆動信号および逆方向駆動信号が時間的に同
時に入力された時には、入力以前のラツチングソ
レノイドの状態を反転するように、そのうちの一
方のみを対応する駆動手段に伝え、正方向駆動信
号または逆方向駆動信号のいずれか一方が先に入
力され、この信号の入力中に他方が入力された同
時入力状態時には、後から入力された信号に対し
ては応答しないように構成されていることを特徴
としている。

（作用） この考案のソレノイド駆動回路では、正方向駆
動信号のみが入力された場合は、正方向励磁手段
の駆動手段が駆動され、逆方向駆動信号のみが入
力された場合は、逆方向励磁手段の駆動手段が駆
動され、正方向駆動信号と逆方向駆動信号の両方
が時間的に同時に入力された場合は、入力以前の
ラツチングソレノイドの状態を反転するように、
両方の信号のうちの一方が対応する駆動手段に伝
えられ、正方向駆動信号または逆方向駆動信号の
いずれか一方が先に入力され、この状態の入力中
に他方が入力された同時入力状態時には、後から
入力された信号に対しては応答しないので、トラ
ンジスタに電源から直接GNDに電流が流れるこ
とによるトランジスタ損傷を防ぐことができる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図に基づいて詳説す
る。

第１図はこの考案の一実施例を示しており、第
３図に示したタービン式ガスメータ１において弁
切替え回路１３内の新たな回路構成を示すもので
ある。２線式単安定形ラツチングソレノイド８の
ソレノイドコイル１４に対して、正方向励磁手段
としての正方向励磁トランジスタ１５ａ，１５ｂ
と、逆方向励磁手段としての逆方向励磁トランジ
スタ１６ａ，１６ｂとが接続されている。また、
これらの正方向励磁トランジスタ１５ａ，１５
ｂ、逆方向励磁トランジスタ１６ａ，１６ｂそれ
ぞれに対して駆動手段としてのスイツチングトラ
ンジスタ１７，１８が接続されている。

そして、同時動作防止手段はCPU９の指令信
号を一入力とする正側ANDゲート１９と逆側
ANDゲート２０、これらの出力を入力とする
NORゲート２１及びこのNORゲート２１の出力
をトリガ入力とするバイナリフリツプフロツプ２
２による論理回路により構成されている。

この論理回路において、フリツプフロツプ２２
の出力Ｑと反転出力とは、それぞれ正側AND
ゲート１９、逆側ANDゲート２０の他入力とし
て接続されている。そして、これらの正側AND
ゲート１９、逆側ANDゲート２０の出力がそれ
ぞれ正側スイツチングトランジスタ１７、逆側ス
イツチングトランジスタ１８のベース入力となつ
ている。

上記の構成のソレノイド駆動回路の動作につい
て、次に説明する。

第２図は同時動作防止手段の論理回路の各部の
信号波形を示しており、同図ａは正側ANDゲー
ト１９の指令入力信号ａ、同図ｂは逆側ANDゲ
ート２０の指令入力信号ｂ、同図ｃはNORゲー
ト２１の出力信号ｃ、同図ｄはフリツプフロツプ
２２のＱ出力ｄ、同図ｅはフリツプフロツプ２２
の反転出力ｅ、同図ｆは正側ANDゲート１９
の出力信号ｆ、同図ｇは逆側ANDゲート２０の
出力信号ｇを示している。

ソレノイド逆励磁の場合 大ノズル６の開閉弁７を閉にして小流量域での
計測を行う場合には、タイミングｔ１にCPU９
から逆側ANDゲート２０に第２図ｂに示す“Ｈ”
信号が入力される。このタイミングｔ１までは、
正側ANDゲート１９の入力ａが“Ｌ”であり、
NORゲート２１の出力ｃが“Ｌ”であるため、
フリツプフロツプ２２の出力ｅが“Ｈ”であ
り、この“Ｈ”信号が逆側ANDゲート２０の他
入力となるため、この逆側ANDゲート２０の出
力ｇは“Ｈ”となり、逆側スイツチングトランジ
スタ１８をオンとする。

したがつて、逆側スイツチングトランジスタ１
８がオンとなり、逆方向励磁トランジスタ１６
ａ，１６ｂもオンとなつて、ソレノイドコイル１
４に逆方向の励磁電流が流れ、ソレノイド８が逆
方向に励磁されてプランジヤを突出させ、開閉弁
７にて大ノズル６を閉とする。

正方向励磁の場合 ソレノイド８のプランジヤが突出状態でラツチ
ングされ、開閉弁７にて大ノズル６を閉としてい
る状態のタイミングｔ２において、CPU９から
正方向駆動指令信号ａが正側ANDゲート１９に
入力される。このタイミングｔ２までに逆側
ANDゲート２０の出力ｇが“Ｌ”となり、NOR
ゲート２１の出力ｃが“Ｈ”になつていてフリツ
プフロツプ２２が反転し、そのＱ出力ｄが“Ｈ”
となり、出力ｅが“Ｌ”になつている。

したがつて、正側ANDゲート１９の出力ｆは
“Ｈ”となり、正側スイツチングトランジスタ１
７をオンとし、正方向励磁トランジスタ１５ａ，
１５ｂをオンとして、ソレノイドコイル１４に正
方向の励磁電流が流れ、ソレノイド８が正方向に
励磁されてプランジヤを吸引し、開閉弁７にて大
ノズル６を開とする。

正逆同時励磁指令のあつた場合 第２図におけるタイミングｔ３の場合のよう
に、正方向励磁指令信号ａにより正方向励磁状態
にあるときに逆励磁指令信号ｂが入力される場合
がありうる。このような場合、正側ANDゲート
１９の出力ｆが“Ｈ”になつているためNORゲ
ート２１の出力ｃは“Ｌ”であり、フリツプフロ
ツプ２２が反転することがなく、逆側ANDゲー
ト２０の他入力ｅに“Ｈ”信号が立つことがな
い。したがつて、逆側ANDゲート２０の出力ｇ
は“Ｌ”のまま維持され、正側スイツチングトラ
ンジスタ１７がオンの時に逆側スイツチングトラ
ンジスタ１８に同時に駆動信号が与えられる事が
なく、両方向励磁トランジスタ１５ａ，１５ｂ，
１６ａ，１６ｂを導通させてトランジスタ１５
ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを損傷する恐れがな
い。

次に、タイミングｔ４におけるように逆方向励
磁指令ｂが入力され、フリツプフロツプ２２の
出力ｅに“Ｈ”信号が立ち、逆側ANDゲート２
０の出力ｇが“Ｈ”となつて逆側スイツチングト
ランジスタ１８がオンとなり、逆方向励磁トラン
ジスタ１６ａ，１６ｂもオンとなつていてソレノ
イドコイル１４に逆方向励磁電流が流れている状
態で、タイミングｔ５において正方向励磁指令信
号ａが入力された場合を考える。

この場合には、フリツプフロツプ２２のＱ出力
ｄが“Ｌ”であり、正側ANDゲート１９の入力
ａが“Ｈ”となつてもその出力ｆは“Ｌ”のまま
であり、正側スイツチングトランジスタ１７に駆
動信号が与えられることはない。

このようにして、本考案では、正方向励磁状
態、逆方向励磁状態のいずれの状態においても、
それらと逆向きの励磁指令信号が入力された場合
には、論理回路が後から入力された指令信号に対
しては応答せず、同時励磁によるトランジスタ１
５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの損傷を未然に防
止することができるのである。

なお、この考案は上記の実施例に限定されるも
のではなく、２入力同時の“Ｈ”レベル入力に対
しても、２出力を同時に“Ｈ”レベルにしないよ
うに作動する論理回路であれば広く利用すること
ができる。また、CPU側に２入力同時の“Ｈ”
レベル入力に対して２出力を同時に“Ｈ”レベル
にしない機能を付与させておくならば、同様にし
て正逆同時励磁指令信号を出力することがなく、
同様の効果を得ることができる。

（考案の効果） 以上のようにこの考案によれば、ソレノイドコ
イルの正方向励磁手段と逆方向励磁手段との駆動
手段に対して同時に駆動信号を与えないようにし
ているため、ソレノイドコイルが正逆同時励磁指
令を受けてもトランジスタに正逆励磁電流が同時
に通電されることがなく、トランジスタの損傷を
未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るソレノイド駆動回路の
一実施例の回路図、第２図は上記実施例の動作を
説明するタイミングチヤート、第３図は従来のタ
ービン式ガスメータの断面図である。 ８……単安定形ラツチングソレノイド、１４…
…ソレノイドコイル、１５ａ，１５ｂ……正方向
励磁トランジスタ、１６ａ，１６ｂ……逆方向励
磁トランジスタ、１７……正側スイツチングトラ
ンジスタ、１８……逆側スイツチングトランジス
タ、１９……正側ANDゲート、２０……逆側
ANDゲート、２１……NORゲート、２２……フ
リツプフロツプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ２線式ラツチングソレノイドの駆動回路であ
   つて、 前記ソレノイドの正方向励磁手段および逆方
   向励磁手段と、前記正方向励磁手段の駆動手段
   および前記逆方向励磁手段の駆動手段と、この
   両駆動手段に接続すると共に前記両駆動手段の
   各入力に対応する２つの入力を備えた同時動作
   防止手段とを備え、 この同時動作防止手段は、正方向駆動信号ま
   たは逆方向駆動信号が単独で入力された時には
   これをそのまま対応する前記正方向励磁手段の
   駆動手段または前記逆方向励磁手段の駆動手段
   に伝え、正方向駆動信号および逆方向駆動信号
   が時間的に同時に入力された時には、入力以前
   のラツチングソレノイドの状態を反転するよう
   に、そのうちの一方のみを対応する駆動手段に
   伝え、正方向駆動信号または逆方向駆動信号の
   いずれか一方が先に入力され、この信号の入力
   中に他方が入力された同時入力状態時には、後
   から入力された信号に対しては応答しないよう
   に構成されていることを特徴とするソレノイド
   駆動回路。 (2) 前記同時動作防止手段が正方向駆動信号を一
   入力とする正側ANDゲートと、逆方向駆動信
   号を一入力とする逆側ANDゲートと、これら
   の両ANDゲートの出力を入力とするNORゲー
   トと、このNORゲートの出力信号をトリガ入
   力とするフリツプフロツプとで成り、前記フリ
   ツプフロツプの出力Ｑ，それぞれを前記正側
   ANDゲートと逆側ANDゲートとの各々の他人
   力とし、前記正側ANDゲートの出力を前記正
   方向励磁手段の駆動手段の駆動信号とし、前記
   逆側ANDゲートの出力を前記逆方向励磁手段
   の駆動手段の駆動信号とするようにした実用新
   案登録請求の範囲第一項に記載のソレノイド駆
   動回路。