JPH0545047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁弁、ソレノイド、リレーあるい
は電磁開閉器等に用いられる電磁コイルの励磁の
ための制御回路に関する。

〔従来の技術〕

最近、電磁弁において、消費電力を低減しかつ
電磁コイルの電磁雑音を低減するために、永久磁
石およびスプリングを用いて直線移動可能な強磁
性体のアーマチユアを弁のオープン位置あるいは
クローズ位置に保持することが行われるようにな
つた。すなわち、開弁状態は、スプリング力によ
つて押圧されている状態（閉弁状態）のアーマチ
ユアと弁のオープン位置となるように固定して配
置された永久磁石によつて磁化された強磁性体と
がアーマチユアの移動により磁気接合し、これを
保持することによつて実現される。このために、
アーマチユアの周囲の設けられた電磁コイルに予
め決められた時間、直流電流を永久磁石の磁界と
同一方向となるようにして流すことによつて、ア
ーマチユアを磁化する。そして、磁化されたアー
マチユアと永久磁石によつて磁化された強磁性体
との吸引力がスプリング力をふりきり、アーマチ
ユアが強磁性体に向けて移動し、アーマチユアと
強磁性体とが永久磁石を介して接合し、この接合
状態を保持する。これにより、開弁状態が実現さ
れる。

他方、閉弁状態は、永久磁石を介してアーマチ
ユアと磁性体との磁気整合状態（開弁状態）にお
いて、アーマチユアと磁性体とを切り離し、スプ
リグン力の押圧によつてアーマチユアを弁のクロ
ーズ位置に保持することによつて実現される。こ
のために、電磁コイルに、予め決められた時間、
永久磁石の磁界を打ち消す方向となるように電流
を流すことによつて、アーマチユアと強磁性体と
が磁気反発を起し、これにスプリング力が相乗し
て、アーマチユアと強磁性体とを切り離され、そ
してスプリング力によつてアーマチユアが弁のク
ローズ位置に移動させられ、この位置にアーマチ
ユアが保持される。これにより閉弁状態が実現さ
れる。

一般には、この電磁弁を作動させるための電磁
コイル励磁用制御回路は、既に本発明者によつて
提案されている（実願昭61−038260号参照）。こ
の電磁コイル励磁用制御回路は、直流電源手段
と、電磁コイルを起動させるための直流電流を充
電流させるコイデンサと、電磁コイルとの閉ルー
プをなす回路を有し、コンデンサに直流電を充電
させることと同時に電磁コイルに直流電流を流
し、起動させるラインと、直流電源とより切り離
し、この充電されたコンデンサを放電させること
により、電磁コイルに、コンデンサの充電とは逆
方向に流れる電流を供給するラインとに選択する
選択スイツチ手段を備えている。この選択スイツ
チ手段によつて、電磁コイルに供給する電流の流
れる方向を選定される。これにより、電磁コイル
が選定された電流によつて励磁させられ、この励
磁された磁界方向にアーマチユアが移動させられ
て、そして弁の開または閉が実現される。このた
め、電磁コイルに電流を供給するラインに直列に
コンデンサを接続しているため、電磁コイルを励
磁してアーマチユアを動作させるのに大きな電磁
力を必要とする場合には、大容量のコンデンサが
必要とするという不利な点があつた。

この課題の解決のため、本出願人は電磁コイル
励磁用制御回路（特願昭61−180202号参照）を提
案した。第２図は、この提案による従来の電磁コ
イル励磁用制御回路を示す図である。第３図にお
いて、１０は電磁コイル、９は交流電源、２３′
は電磁コイルに正の電流を供給する回路を閉とす
るリレー接点、２３はリレー接点２３′を作動さ
せるリレーコイル、２４′は電磁コイルに負の電
流を供給する回路を閉とするリレー接点、２４は
リレー接点２４′を作動させるリレーコイル、２
６，２７，２８および２９はそれぞれ整流用のダ
イオード、１は電磁コイルへ供給する電流の方向
を選択する選択スイツチ、８は上記リレー接点２
３′および２４′の各々が閉となる時間を規定する
コンデンサである。

以下第３図の回路の動作を説明する。まず、ス
イツチ１がC₁が閉とな位置からC₂が閉となる位
置に切り替える場合について説明する。スイツチ
１でC₁が閉のときは、交流電源９およびダイオ
ード２９によつて、コンデンサ８は（第３図で）
下側が正、スイツチ１側が負に充電される。この
ときスイツチ１をC₂が閉となるように切り替え
ると、ダイオード２９とダイオード２８の向きが
逆なので、コンデンサ８を正負逆の電圧に充電す
べく、ダイオード２８およびリレーコイル２３を
通して電流が流れる。この電流が所定値（リレー
作動開放電流値）以上になるとリレーの働きによ
り常開接点C₃が閉となる。このときダイオード
２６の働きにより電磁コイル１０に整流された電
流が流れる。これより電磁弁のアーマチユアが、
この電磁コイルの磁力と永久磁石の力とによつ
て、引き上げられ、開弁となる位置に吸引保持さ
れる。前記のコンデンサ８は、逆向き充電される
と、リレーコイル２３に流れる電流が減少して、
やがて常開接点C₃を閉とするに必要なリレー作
動開放電流値を下まわり、再びこの常開接点C₃
を開とする。

次にスイツチ１をC₂が閉となる位置からC₁が
閉となる位置に切り替えると、上記とは逆に、リ
レーコイル２４にリレー作動開放電流以上の電流
が流れることにより、常開接点C₄が閉となり、
電磁コイル１０には、前記と逆の向きのダイオー
ド２７による整流された電流が流れる。これによ
り電磁力は、アーマチユアを下方へ押し下げる方
向に働き、アーマチユアは下降して閉弁となる位
置に保持される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第２図に示すように、上記電磁
コイル励磁用制御回路は、電磁コイルに電流の供
給をリレー接点を介して行なつている。そのため
に、長い間使用しいるうちにリレー接点の摩耗が
起こり、接触不良が生じて、電磁弁の弁開閉が動
作不能となるという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑み、電磁弁の開閉に
おける信頼性の高い電磁コイル励磁用制御回路を
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〕

第１図は本発明に基づく電磁コイル励磁用制御
回路の原理構成を示す図である。第１図におい
て、９は交流電源、４および５は交流電源９から
供給される電流の整流素子、６および７は整流素
子４および５にそれぞれ直列に接続されるスイツ
チング素子、１０は電磁コイル、１は電磁コイル
１０に流す電流の方向を選択する選択スイツチ、
２および３はスイツチング素子６および７をオ
ン・オフ制御するスイツチング素子制御手段、８
は電磁コイルに流す通電時間を規定するコンデン
サである。

上記の構成において、スイツチ素子制御手段２
および３は、互いに極性を逆となるように接続さ
れた一対の発光ダイオードからなり、整流素子４
および５とスイツチング素子６および７は、一対
のサイリスタからなる。

〔作用〕

上記の構成において、選択スイツチ１より選択
された電流の方向に対応した発光ダイオードが作
動して発光する。この発光ダイオードに対応した
サイリスタが、この発光を受けて、作動させら
れ、交流電源９より供給される電流を整流する。
この整流された電流が電磁コイルに供給されるこ
とによつて、上記電流の方向に対応して電磁コイ
ル１０が励磁される。

〔実施例〕

第２図は、本発明による電磁コイル励磁用制御
回路の一実施例を示す図である。第２図におい
て、１０は電磁コイル、９は交流電源、１１およ
び１２は発光ダイオード、１３および１４は発光
ダイオード１１および１２の光を受けて作動する
サイリスタ、１５および１６は発光ダイオード１
１および１２に逆電圧が加わるのを防止するダイ
オード、１は電磁コイルへ供給する電流の方向を
選択する選択スイツチ、１７は発光ダイオードに
流れる電流を制御する抵抗、１８はサイリスタ１
３での電流に対してサイリスタ１４での電流を小
さくするための抵抗、８は発光ダイオード１１お
よび１２の発光時間およびこれに対応してのサイ
リスタ１３および１４の作動時間を規定するコン
デンサである。なお、通常は発光ダイオード１１
および１２とサイリスタ１３および１４をそれぞ
れ対向させ、ワンパツケージに組込んだ素子とし
てホトカプラが用いられるが本発明をより明確に
するために発光ダイオード１１および１２とサイ
リスタ１３および１４と離して示す。

以下、第２図の回路の動作を説明する。スイツ
チ１をC₁に接続すると、発光ダイオード１１を
通してコンデンサ８に電流が流れ、下側（第２図
において）が正、スイツチ側が負に充電される。
このためコンデンサ８が充電完了するまで、発光
ダイオード１１は発光させられる。この発光をサ
イリスタ１３が受けて作動する。これにより交流
電源９から供給される電流はサイリスタ１３によ
つて整流され、この整流された電流が電磁コイル
１０に流れて励磁させられる。これにより、既述
したように、電磁弁のアーマチユアが、この電磁
コイル１０の磁力と永久磁石の力により吸引さ
れ、開弁状態に吸引保持される。

次にスイツチ１をC₂に切換え接続すると、コ
ンデンサ８に充電された電流が発光ダイオード１
２に流れて発光し、この発光をサイリスタ１４が
受けて作動する。これにより交流電源９から供給
される電流をサイリスタ１４によつて整流され、
この整流された電流（サイリスタ１３が作動した
ときの電流の向きは逆となる）が抵抗１８をとお
して電磁コイル１０に流れ、励磁させられる。こ
のため、既述したようにこの電磁コイル１０の磁
力と永久磁石の磁力とが打ち消し合うことによ
り、電磁弁のアーマチユアがスプリング力の押圧
で引き下げられ、閉弁状態に保持される。

なお、抵抗１８は以下の問題を解決する手段と
して与えられる。すなわち、閉弁する際に、電磁
コイル１０による磁界が永久磁石の磁界より大き
くなると、永久磁石によつて磁化された強磁性体
が逆に電磁コイル１０によつて磁化され、アーマ
チユアと離れずに再び接合して、開弁状態が保持
されるという問題が生じる。このため、電磁コイ
ル１０に流す電流を抵抗１８によつて小さくする
ことによつて上記問題を解決し、開弁が確実に行
われることができる。

〔効果〕

本発明によれば、発光ダイオードの発する光に
よつてサイリスタを駆動し、電磁コイルに整流さ
れた電流を供給して、励磁するために、発光ダイ
オードとサイリスタとの接続が不要となり、従来
のリレー接点を用いる場合におけるような摩耗は
なくなる。したがつて、信頼性の高い電磁コイル
励磁用制御回路が実現できる。さらに、発光ダイ
オードおよびサイリスタの対を使用することによ
り回路の簡素化が可能となり、安価な電磁コイル
励磁用制御回路が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく電磁コイル励磁用制御
回路の原理構成図、第２図は本発明の電磁コイル
励磁用制御回路の一実施例を示す図、第３図は従
来の電磁コイル励磁用制御回路を示す図である。 １…選択スイツチ、２，３…スイツチング素子
制御手段、４，５…整流素子、６，７…スイツチ
ング素子、８…コンデンサ、９…交流電源、１０
…電磁コイル、１１，１２…発光ダイオード、１
３，１４…サイリスタ、１５，１６…ダイオー
ド、１７，１８…抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源９と、極性を互いに逆にして並列に
   接続し、該交流電源９から供給される電流を極性
   に応じて整流する一対の整流素子４，５と、各該
   整流素子に直列に接続される一対のスイツチング
   素子６，７と、電磁コイルとを直列に接続した閉
   ループをなす第１ループと、 該電磁コイル１０に通電すべき電流の方向を選
   択する選択スイツチ１と、該選択スイツチ１によ
   り選択された電流の方向に対応して前記整流素子
   ４，５のいずれかを選択して作動せしめるため
   に、前記スイツチング素子６，７をオン・オフ制
   御するスイツチング素子制御手段２，３と、前記
   電磁コイル１０に電流を流す通電時間を規定する
   コンデンサ８と、前記交流電源９とを接続し、前
   記第１ループとは別に、閉ループをなす第２ルー
   プとを有してなる電磁コイル励磁用制御回路にお
   いて、 前記スイツチング素子制御手段２，３は、互い
   に極性を逆にして並列に接続された一対の発光ダ
   イオードからなり、 前記整流素子４，５および前記スイツチング素
   子６，７は、一対のサイリスタからなり、前記選
   択スイツチ１から選択された電流の方向に対応し
   た該電光ダイオートが発光し、該発光ダイオード
   に対応した該サイリスタが該発光を受けてオン
   し、前記電磁コイル１０に該サイリスタによつて
   整流された電流が供給されることを特徴とした電
   磁コイル励磁用制御回路。 ２ 前記一対のサイリスタの内、一方のサイリス
   タに、他方のサイリスタによつて整流される電流
   より小さくする調整用の抵抗を接続させた特許請
   求の範囲第１項に記載の電磁コイル励磁用制御回
   路。