JPH0543334Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は油圧機器等に用いられる電磁弁の駆
動装置、特に小電流の入力信号を受けてソレノイ
ドの付勢・消勢を制御する半導体スイツチング素
子の誤動作の防止に関するものである。

［従来の技術］ ソレノイドのオン・オフ時に生じる電磁ノイズ
の影響を信号線や外部機器に与えないようにする
ために、小電流でソレノイドをオン・オフ制御す
る微小電流信号操作電磁弁が例えば特願昭60−
187194号（昭和60年８月28日出願）、実願昭60−
129937号（昭和60年８月28日出願）、実願昭62−
33254号（昭和62年３月７日出願）等で提案され
ている。

第４図は小電流の制御信号で電磁弁のソレノイ
ドを付勢・消勢する従来の駆動装置を示す回路図
である。図において、外部の直流励磁電源３に接
続された一対の電源端子１，２の一方の端子１に
電磁弁のソレノイド４が接続され、ソレノイド４
にはパワートランジスタ５のコレクタ・エミツタ
出力回路が直列接続されている。入力回路を構成
するフオトカプラ６は入力側素子の発光ダイオー
ド（以下、LEDという）６ａと出力側素子の発
光フオトトランジスタ６ｂとからなり、LED６
ａは電流制限素子である定電流ダイオード７と漏
れ電流が流れることを阻止するツエナーダイオー
ド８とを介して信号入力端子９，１０に接続され
ている。一方、フオトトランジスタ６ｂのコレク
タは抵抗１１を介して電源ラインに、またエミツ
タはパワートランジスタ５のベースに接続されて
いる。１２は定電圧ダイオード、１３は平滑コン
デンサであり、抵抗１１と定電圧ダイオード１２
及び平滑コンデンサ１３で外部の直流励磁電源３
の非平滑直流出力を平滑直流出力としてフオトト
ランジスタ６ｂに供給している。

１４は信号入力端子１０に接続された外部の制
御手段の出力素子である信号用トランジスタ、１
５は信号用電源である。尚、１６はソレノイド４
の両端子間に接続されたサージ吸収素子である。

前記のように構成された駆動装置において、信
号用トランジスタ１４がオン状態になると、信号
入力端子９，１０間に信号用電源１５の電圧が印
加され、LED６ａに定電流ダイオード７で一定
値に制限された信号電流が流れる。この信号電流
が流れるとフオトトランジスタ６ｂが導通して、
パワートランジスタ５のベースにベース電流が流
れ、パワートランジスタ５が導通する。パワート
ランジスタ５の導通により直流励磁電源３からソ
レノイド４に励磁電流が流れてソレノイド４を付
勢する。

この状態で外部の信号用トランジスタ１４がオ
フ状態になると、LED６ａに流れている信号電
流が遮断され、フオトトランジスタ６ｂが悲導通
になりパワトランジスタ５をオフ状態にしてソレ
ノイド４を消勢する。

このように励磁電源ラインと分離した信号ライ
ンに小電流のスイツチング制御電流を流すことに
よつてソレノイド４の付勢・消勢を行なうことに
より、信号ラインに対するソレノイド４の付勢・
消勢時の電磁ノイズの影響を小さくすることがで
きる。

［考案が解決しようとする課題］ 前記のようにパワートランジスタ５によりソレ
ノイド４を駆動する駆動装置において、パワート
ランジスタ５は、ソレノイド４に流れる励磁電流
がオフするときにソレノイド４から大きなサージ
電圧が発生するため高耐圧でなければならない。
また、ソレノイド４の励磁電流は数アンペアと大
きいためパワートランジスタ５は大きなパワーを
必要とし、ダーリントン接続で使用される。この
ため、パワートランジスタ５の直流増幅率が高く
なり、フオトカプラ６のフオトトランジスタ６ｂ
に流れる電流が少くてもパワートランジスタ５は
オンしてしまう。したがつてフオトカプラ６とし
て電流伝達率が小さいものを使用しても、外部の
信号用トランジスタ１４などの洩れ電流が大きい
場合には、この洩れ電流のみによりパワートラン
ジスタ５がオンして誤動作する場合がある。

このパワートランジスタ５の誤動作を防止する
ため、フオトカプラ６のLED６ａと直列にツエ
ナーダイオード８を接続し、信号用トランジスタ
１４のコレクタ・エミツタ間電圧を低くすること
により洩れ電流を小さくしているが、これでもま
だ洩れ電流や微小ノイズ電流により信号入力端子
９，１０間の電圧がツエナー電圧より高くなり、
パワートランジスタ５の誤動作を防止するには十
分でなかつた。

この考案はかかる不具合を解決するためになさ
れたものであり、ステツプ状のスイツチング指令
入力信号に多少の洩れ電流や微小ノイズ電流があ
つても、ソレノイドを付勢・消勢する半導体スイ
ツチング素子の誤動作を防止し、安定に動作する
ことができる電磁弁駆動装置を得ることを目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］ この考案に係る電磁弁駆動装置は、一対の電源
端子間にソレノイドと直列に接続された半導体ス
イツチング素子に制御信号を送り、ソレノイドの
付勢・消勢を行なう駆動装置において、スイツチ
ング指令入力信号を受けて、この入力信号とは絶
縁された制御信号を半導体スイツチング素子の信
号入力側に与えるフオトカプラの入力側に電流制
限素子と電圧非直線素子を直列に接続し、この直
列に接続されたフオトカプラの入力側素子と電流
制限素子及び電圧非直線素子とからなる信号入力
ラインと並列に、前記電流制限素子より飽和電流
値が低い別の電流制限素子を接続したことによつ
て前述の課題を達成したものである。

また、好ましくは前記信号ラインと並列にコン
デンサを含む平滑回路接続することにより入力信
号の脈流を安定化するをこともできる。

実用的な態様では、前記電流制限素子および別
の電流制限素子として定電流ダイオードを使用し
て一定電流を流すものである。

［作用］ この考案においてはステツプ状のスイツチング
指令入力信号を受けるフオトカプラの入力側素子
と、この入力側素子と直列に接続された電流制限
素子および電圧非直線素子とからなる信号入力ラ
インと並列に、飽和電流値が前記電流制限素子よ
りも低い別の電流制限素子を接続して側路を形成
してあるので、外部からの入力信号電流が予め定
められた電流値に達するまでは、その電流が信号
入力ラインと並列に接続された別の電流制限素子
による側路に流れ、これによつて信号入力ライン
にかかる電圧がそのライン中の電圧非直線素子の
動作電圧を超えないようにされる。入力信号電流
が所定値に達した後は、側路との分流比に応じた
入力信号電流を信号入力ラインに流し、これによ
つてその電圧非直線素子の制限電圧を超えてフオ
トカプラの入力側素子に通電し、これを動作させ
る。したがつて信号入力端子に与える入力信号の
電流値を大きくすることができ、また信号入力ラ
インに洩れ電流等が流れることを防止することが
できることになる。

また、信号入力ラインと並列に平滑コンデンサ
回路を接続することにより、脈流がある入力信号
電流を安定化することができる。

さらに、前記電流制限素子および別の電流制限
素子として定電流ダイオードを使用すると、フオ
トカプラの信号入力側に流れる入力信号電流を任
意に選択した一定電流値にすることができる。

［実施例］ 第１図はこの考案の一実施例を示す回路図であ
る。図において１〜１６は第４図に示した従来例
と全く同じものである。１７は別の定電流ダイオ
ードであり、この別の定電流ダイオード１７は、
直列接続されたフオトカプラ６のLED６ａとツ
エナーダイオード８及び定電流ダイオード７から
なる信号入力ラインと並列に接続されている。こ
の別の定電流ダイオード１７の飽和電流I₁は、第
２図に示すように信号入力ラインに接続された定
電流ダイオード７の飽和電流I₂より低い電流値に
選ばれ、またこの別の定電流ダイオード１７のピ
ンチ・オフ電圧V_P1はツエナーダイオード８のツ
エナー電圧より低く選ばれている。

１８は平滑用コンデンサであり、平滑用コンデ
ンサ１８は抵抗１９を介して前記別の定電流ダイ
オード１７と並列に接続されている。２０は信号
入力端子９に入力された入力信号を整流するダイ
オードである。

前記のように構成された電磁弁の駆動装置にお
いて、外部の信号用トランジスタ１４に洩れ電流
がなく完全にオフしているときは、外部の信号用
電源１５の電圧はトランジスタ１４のコレクタと
エミツタ間にかかり、信号入力端子９，１０間の
電圧V₁は0Vであり、定電流ダイオード１７とフ
オトトランジスタ６のLED６ａには電流が流れ
ない状態になつている。

この状態で信号用トランジスタ１４がオフ領域
からオン領域に遷移し始めると、定電流ダイオー
ド１７に電流が流れ始める。そして信号入力端子
９，１０間の電圧V₁が上昇し、電圧V₁が定電流
ダイオード１７のピンチ・オフ電圧V_P1に達する
と定電流ダイオード１７に一定電流I₁が流れる。
この電圧V₁がツエナーダイオード８のツエナー
電圧以下の間は定電流ダイオード１７側に電流I₁
を流す。

信号用トランジスタ１４がさらにオン領域に遷
移して、信号入力端子９，１０間の電圧V₁が定
電流ダイオード７のピンチ・オフ電圧V_P2とツエ
ナーダイオード８のツエナー電圧V₂を超えるよ
うになると、第３図に示すように信号入力ライン
に定電流ダイオード７で定まる一定電流I₂が流
れ、フオトカプラ６のLED６ａを発光させる。
このLED６ａの発光によりフオトトランジスタ
６ｂを通してパワートランジスタ５のベース電流
が流れ、パワートランジスタ５をオンにする。そ
の結果、ソレノイド４にパワートランジスタ５を
介して励磁電源３から励磁電流が流れ、ソレノイ
ド４を付勢する。

このように、定電流ダイオード７とツエナーダ
イオード８及びLED６ａからなる信号入力ライ
ンと並列に別の定電流ダイオード１７を設け、ま
ず定電流ダイオード１７に一定電流I₁を流すよう
にしたので、信号用トランジスタ１４に洩れ電流
や微小ノイズ電流が流れても信号入力端子９，１
０間の電圧V₁を低く抑えることができ、信号入
力ラインに洩れ電流、微小ノイズ電流が流れるこ
とを防止することができる。

また、洩れ電流等があつたとしても、信号入力
端子９，１０間の電圧V₁を低く抑えることがで
きるから、ツエナーダイオード８のツエナー電圧
V_Zを低くすることができ、信号用電源１５の電
圧レベルを低く選ぶことができる。

さらに、信号入力ラインのLED６ａには洩れ
電流等かが流れないから、フオトカプラ６の電流
伝達率を大きくすることができ、かつフオトカプ
ラ６の入力側素子であるLED６ａに信号入力端
子９，１０間の電圧V₁がツエナー電圧V₂を越え
たときに比較的大きな入力電流I₂を流すことがで
きるから、信号用トランジスタ１４の動作特性如
何にかかわらずパワートランジスタ５のスイツチ
ング特性を向上させることができる。

また、信号入力端子９の後段に整流用のダイオ
ード２０を設け、定電流ダイオード１７と並列に
平滑用コンデンサ１８を設けることにより、外部
の信号用電源１５から入力される入力信号電流が
全波整流波形で平滑されていない場合でも、その
入力信号電流を平滑して与えることができ、外部
信号電源の種類にかかわらず使用することができ
る。

［考案の効果］ この考案は以上説明したように、ステツプ状の
スイツチング指令入力信号を受けるフオトカプラ
の入力側素子と、この入力側素子と直列接続され
た電流制限素子及び電圧非直線素子とからなる信
号入力ラインと並列に、飽和電流の低い別の電流
制限素子による側路を接続し、外部からの入力信
号電流があらかじめ定められた電流値に達するま
では、外部から入力する電流を信号入力ラインと
並列の側路の電流制限素子に流して信号入力ライ
ンの電圧が電圧非直線素子の動作電圧を越えない
ようにしたので、信号入力ラインに洩れ電流等が
流れることを防ぐことができ、半導体スイツチン
グ素子の誤動作を防止することができる。

また、フオトカプラの入力側素子に洩れ電流が
流れることを防ぐことができるから、大きな電流
伝達率のフオトカプラを使用して半導体スイツチ
ング素子のスイツチング特性を向上させることが
でき、外部から入力信号を送る制御手段の出力素
子の種類にかかわらず半導体スイツチング素子を
安定に動作させることができる。

さらに、信号入力ラインと並列に平滑用コンデ
ンサを接続することにより、外部の信号電源の種
類にかかわらず半導体スイツチング素子を安定に
動作させることができる。

また、各電流制限素子として定電流ダイオード
を使用することによりフオトカプラの入力側素子
に流れる入力信号電流を任意の一定電流値に選択
することができるとともに、回路構成を簡単にし
て装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す回路図、第２
図は前記実施例の定電流ダイオードの電圧−電流
特性図、第３図は前記実施例の動作を示す電圧−
電流特性図、第４図は従来例を示す回路図であ
る。 １，２……電源端子、４……ソレノイド、５…
…パワートランジスタ、６……フオトカプラ、７
……定電流ダイオード、８……ツエナーダイオー
ド、１７……別の定電流ダイオード、１８……平
滑コンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 一対の電源端子間にソレノイドと直列に接続
   された半導体スイツチング素子と、スイツチン
   グ指令入力信号を受けて前記半導体スイツチン
   グ素子の信号入力側に導通・遮断を制御する制
   御信号を与えるフオトカプラと、該フオトカプ
   ラの入力側素子に直列に接続された電流制限素
   子と電圧非直線素子とを有する電磁弁駆動装置
   において、 前記フオトカプラの入力側素子と電流制限素
   子及び電圧非直線素子とからなる信号入力ライ
   ンと並列に、前記電流制限素子より飽和電流値
   が低い別の電流制限素子による側路を接続した
   ことを特徴とする電磁弁駆動装置。 ２ 前記信号入力ラインと並列にコンデンサを含
   む平滑回路を接続した請求項１に記載の電磁弁
   駆動装置。 ３ 前記電流制限素子および別の電流制限素子が
   定電流ダイオードである請求項１または２に記
   載の電磁弁駆動装置。