JPH0710663U - 交流ソレノイド用駆動回路およびそれを用いた電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通電状態から非通電状態に切り換えた場合の
応答性を改善し、かつ消費電力の低減が可能な交流ソレ
ノイド用駆動回路およびそれを用いた電磁弁を提供す
る。 【構成】 ソレノイドコイルを有する電磁弁などに用い
られ、ソレノイドコイル１に、ブリッジ構成による全波
整流用のダイオード２とサージ吸収用のバリスタ３とが
並列に接続され、さらに通電表示用のＬＥＤ４と応答性
および消費電力改善用のツェナーダイオード５とが直列
に接続されている。このツェナーダイオード５は、ソレ
ノイドコイル１を通電状態から非通電状態に切り換えた
場合の応答性、およびソレノイドコイル１の通電状態に
おける消費電力を考慮し、最適なツェナー電圧値が選択
されて接続されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ソレノイドコイルの駆動回路技術に関し、特にソレノイドコイルを 有する電磁弁などに用い、非通電状態への切り換え時における応答性の改善およ び低消費電力化が可能とされる交流ソレノイド用駆動回路およびそれを用いた電 磁弁に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、電磁弁などに用いられる全波整流方式の交流ソレノイド用駆動回路 は、図４に示すようにソレノイドコイル１に、ダイオード２、バリスタ３および ＬＥＤ４などが接続され、交流電源６から印加された交流電圧がダイオード２を 介して全波整流され、さらにソレノイドコイル１に供給されるようになっている 。

【０００３】 そして、ソレノイドコイル１に全波整流された電流が供給されると、このソレ ノイドコイル１の通電状態をＬＥＤ４の点灯によって確認することができ、また ソレノイドコイル１の非通電時にはＬＥＤ４は消灯状態となっている。

【０００４】 このような交流ソレノイド用駆動回路は、たとえばソレノイドコイル、固定鉄 心および可動鉄心を備えたソレノイド部と、給排ポートが開口された主弁部とを 有する電磁弁などに用いられ、ソレノイド部の可動鉄心が交流ソレノイド用駆動 回路の制御により駆動され、この可動鉄心の駆動に連動して主弁部の給排ポート の流通が制御されるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記のような従来技術においては、近年の高速化が要求される流体 圧作動機器に対応ができなくなってきており、すなわち電磁弁などの流体圧作動 機器においては、ソレノイドコイルの切り換えの応答性、特に通電状態から非通 電状態に切り換えた場合の応答性の向上が望まれている。

【０００６】 そこで、本考案の目的は、特に通電状態から非通電状態に切り換えた場合の応 答性を改善し、かつ消費電力の低減を図ることができる交流ソレノイド用駆動回 路およびそれを用いた電磁弁を提供することにある。

【０００７】 本考案の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添 付図面から明らかになるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本願において開示される考案のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば 、下記のとおりである。

【０００９】 すなわち、本考案の交流ソレノイド用駆動回路は、ソレノイドコイルに少なく とも整流素子が接続され、この整流素子を介して印加された交流電圧を全波整流 してソレノイドコイルを通電状態または非通電状態に切り換える駆動回路であっ て、ソレノイドコイルに、このソレノイドコイルを通電状態から非通電状態に切 り換えた場合の応答性、およびソレノイドコイルの通電状態における消費電力を 考慮し、所定のツェナー電圧値のツェナーダイオードを選択して直列に接続する ものである。

【００１０】 また、本考案の電磁弁は、前記交流ソレノイド用駆動回路を、ソレノイドコイ ル、固定鉄心および可動鉄心を備えたソレノイド部と、給排ポートが開口された 主弁部とを有する電磁弁に用い、ソレノイド部の可動鉄心を交流ソレノイド用駆 動回路の制御により駆動させ、可動鉄心の駆動に連動させて主弁部の給排ポート の流通を制御するものである。

【００１１】

【作用】

前記した交流ソレノイド用駆動回路によれば、ソレノイドコイルに最適なツェ ナー電圧値のツェナーダイオードが直列に接続されることにより、ソレノイドコ イルの通電状態における消費電力との関係を考慮し、ソレノイドコイルの通電状 態を切り換えた場合、特に通電状態から非通電状態に切り換えたときの応答性を 向上させることができる。

【００１２】 そして、この交流ソレノイド用駆動回路を電磁弁に用いた場合には、通電状態 から非通電状態への切り換え時における可動鉄心の離脱が短時間で可能となり、 電磁弁の非通電状態への切り換え時における作動特性の改善を図ることができる 。

【００１３】 また、ソレノイドコイルに対するツェナーダイオードの直列接続により、ソレ ノイドコイルに流れる電流を減少させることができるので、ソレノイドコイルに よる消費電力の低減が可能となる。

【００１４】 これにより、ソレノイドコイルを通電状態から非通電状態に切り換えた場合の 応答性を改善し、かつソレノイドコイルに流れる電流低減によって低消費電力化 を図ることができる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】 図１は本考案の一実施例である交流ソレノイド用駆動回路を示す回路図、図２ は本実施例の交流ソレノイド用駆動回路を用いた電磁弁を示す断面図、図３は本 実施例の交流ソレノイド用駆動回路において、通電状態を切り換えた場合の実験 結果を示す特性波形図である。

【００１７】 まず、図１により本実施例の交流ソレノイド用駆動回路の構成を説明する。

【００１８】 本実施例の交流ソレノイド用駆動回路は、たとえばソレノイドコイルを有する 電磁弁などに用いられ、ソレノイドコイル１に、ブリッジ構成による全波整流用 のダイオード（整流素子）２とサージ吸収用のバリスタ３とが並列に接続され、 さらに通電表示用のＬＥＤ４と応答性および消費電力改善用のツェナーダイオー ド５とが直列に接続されている。

【００１９】 すなわち、本実施例においては、従来の交流ソレノイド用駆動回路と比較した 場合に、ソレノイドコイル１にツェナーダイオード５が直列に接続された点が異 なり、このツェナーダイオード５は、ソレノイドコイル１を通電状態から非通電 状態に切り換えた場合の応答性、およびソレノイドコイル１の通電状態における 消費電力を考慮し、最適なツェナー電圧値が選択されて接続されるようになって いる。

【００２０】 そして、交流ソレノイド用駆動回路に交流電源６から交流電圧が印加され、こ の交流電圧がブリッジ構成によるダイオード２を介して全波整流されてソレノイ ドコイル１に供給され、このソレノイドコイル１が通電状態のときにはＬＥＤ４ が点灯され、一方ソレノイドコイル１が非通電状態のときにはＬＥＤ４が消灯さ れるようになっている。

【００２１】 以上のように構成される交流ソレノイド用駆動回路は、たとえば図２に示すよ うに、ソレノイドコイル１、固定鉄心７および可動鉄心８を備えたソレノイド部 ９と、入力ポート（ＩＮ）１０、出力ポート（ＯＵＴ）１１および排出ポート（ ＥＸＴ）１２の各給排ポートが開口された主弁部１３を有する電磁弁１４などに 用いられる。

【００２２】 そして、ソレノイド部９の可動鉄心８が、交流ソレノイド用駆動回路の制御に より駆動され、この可動鉄心８の駆動に連動して主弁部１３の給排ポートの流通 が制御され、たとえばソレノイドコイル１が非通電状態のときには、図２に示す ように可動鉄心８が固定鉄心７から離反され、入力ポート１０が閉じられて出力 ポート１１から排出ポート１２の方向へ流体が流通される。

【００２３】 一方、ソレノイドコイル１が通電状態のときには、図２の状態から可動鉄心８ が固定鉄心７に吸着され、排出ポート１２が閉じられて入力ポート１０から出力 ポート１１の方向に流体が流通されるようになっている。

【００２４】 次に、本実施例の作用について、従来技術との比較において実際に応答性およ び消費電力を考慮して行った実験結果に基づいて説明する。

【００２５】 なお、本実験においては、交流ソレノイド用駆動回路にＡＣ１００Ｖ、５０Ｈ ｚの交流電圧を印加し、ソレノイドコイル１の端子間の電圧を測定し、かつソレ ノイドコイル１に抵抗を直列に接続して電流を測定している。

【００２６】 一例として、ソレノイドコイル１には巻線の線径が0.０５ｍｍのものを用い、 ツェナーダイオード（ＺＤｉ）５のツェナー電圧を１５Ｖから５１Ｖのものまで 代えた場合について説明する。

【００２７】 まず、表１に示す電気特性については、ツェナー電圧値を増加させるほどソレ ノイドコイル１に流れる電流が減少し、それに伴って消費電力も低下している。 この結果を、従来のツェナーダイオード５を接続しない場合と比べると、消費電 力が低減して低消費電力化が図られている。

【００２８】

【表１】

【００２９】 また、表２に示す応答性については、ツェナー電圧値を増加させるほどソレノ イドコイル１を通電状態から非通電状態に切り換えた場合の遅延時間が短くなる 。この結果を、従来のツェナーダイオード５を接続しない場合と比べると、遅延 時間が短縮して応答性が改善されている。

【００３０】

【表２】

【００３１】 たとえば、ソレノイドコイル１にツェナー電圧値が４３Ｖのツェナーダイオー ド５を接続した場合（ａ）と、従来のツェナーダイオード５を接続しない場合（ ｂ）とを、初期状態から通電状態に切り換え、さらに通電状態から非通電状態に 切り換えた場合の電圧波形は図３のようになり、波形特性からも遅延時間がＴ１ からＴ２に短縮されたことが判断できる。

【００３２】 さらに、表３に示す作動特性について、ソレノイドコイル１を非通電状態にし た場合の可動鉄心８の離脱時においては、ツェナー電圧値を上昇させるほど電圧 が増加し、それに伴って電流も増加するが、ツェナー電圧値が４３Ｖ以上になる と、可動鉄心８が保持されずにバイブレーションが発生する。

【００３３】 この結果を、たとえばバイブレーションが発生しないツェナー電圧値が３３Ｖ のものと、従来のツェナーダイオード５を接続しない場合とを比べると、電圧が 増加し、かつ電流も増加して離脱時の特性が向上されている。

【００３４】

【表３】

【００３５】 以上の実験結果から、応答性および消費電力を考慮した場合に、ソレノイドコ イル１の線径が0.０５ｍｍのものを用いた場合には、電気特性における消費電力 が少なく、応答性における遅延時間が短く、かつ作動特性における離脱時の電圧 ・電流値が大きいツェナー電圧値が３３Ｖのツェナーダイオード５が最適である ことが判断できる。

【００３６】 従って、本実施例の交流ソレノイド用駆動回路によれば、ソレノイドコイル１ に最適なツェナー電圧値のツェナーダイオード５が直列接続されることにより、 ソレノイドコイル１を通電状態から非通電状態に切り換えた場合の遅延時間を短 縮して応答性を向上させることができる。

【００３７】 また、このソレノイド用駆動回路を電磁弁１４に用いた場合には、作動特性に おける可動鉄心８の離脱時の特性を向上させ、かつソレノイドコイル１に流れる 電流の減少によって通電時における消費電力を低減させることができる。

【００３８】 以上、本考案者によってなされた考案を実施例に基づき具体的に説明したが、 本考案は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種 々変更可能であることはいうまでもない。

【００３９】 たとえば、本実施例の交流ソレノイド用駆動回路については、ソレノイドコイ ル１に、ダイオード２、バリスタ３、ＬＥＤ４およびツェナーダイオード５が接 続される場合について説明したが、本考案は前記実施例に限定されるものではな く、少なくとも本考案の特徴であるツェナーダイオードと整流用のダイオードが 接続される回路構成の場合、または図２の構成にさらに他の部品が接続される場 合などについても適用可能である。

【００４０】 さらに、本実施例においては、ＡＣ１００Ｖの交流電圧を印加した場合につい て説明したが、他の交流電圧についても同様に適用でき、また一例として巻線の 線径が0.０５ｍｍのソレノイドコイル１を用いたが、たとえば0.０３ｍｍ、0.０ ６ｍｍなどの他の線径のソレノイドコイルについても適用可能であり、この場合 のツェナーダイオードには、応答性および消費電力を考慮して最適なツェナー電 圧値が選択されて用いられる。

【００４１】 以上の説明では、主として本考案者によってなされた考案をその利用分野であ る電磁弁に用いられる交流ソレノイド用駆動回路に適用した場合について説明し たが、これに限定されるものではなく、ソレノイドコイルを有する方向制御弁な どの他の作動機器についても広く適用可能である。

【００４２】

【考案の効果】 本願において開示される考案のうち、代表的なものによって得られる効果を簡 単に説明すれば、下記のとおりである。

【００４３】 (1).ソレノイドコイルに、ソレノイドコイルを通電状態から非通電状態に切り換 えた場合の応答性、およびソレノイドコイルの通電状態における消費電力を考慮 し、所定のツェナー電圧値のツェナーダイオードを選択して直列に接続すること により、ソレノイドコイルを通電状態から非通電状態に切り換えた場合の遅延時 間を短縮することができるので、応答性の向上が可能となる。

【００４４】 (2).前記(1) により、ソレノイドコイルにツェナーダイオードが直列に接続され るので、ソレノイドコイルに流れる電流が減少して、通電状態におけるソレノイ ドコイルによる消費電力の低減が可能となる。

【００４５】 (3).特に、交流ソレノイド用駆動回路を、ソレノイドコイル、固定鉄心および可 動鉄心を備えたソレノイド部と、給排ポートが開口された主弁部とを有する電磁 弁に用いた場合には、通電状態から非通電状態に切り換えた場合の可動鉄心の離 脱時間が短くなり、電磁弁の非通電状態への切り換え時における作動特性の改善 が可能となる。

【００４６】 (4).前記(1) 〜(3) により、ソレノイドコイルを通電状態から非通電状態に切り 換えた場合の応答性が改善され、かつソレノイドコイルに流れる電流低減によっ て低消費電力化が可能とされる交流ソレノイド用駆動回路およびそれを用いた電 磁弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である交流ソレノイド用駆動
回路を示す回路図である。

【図２】本実施例の交流ソレノイド用駆動回路を用いた
電磁弁を示す断面図である。

【図３】本実施例の交流ソレノイド用駆動回路におい
て、通電状態を切り換えた場合の実験結果を示す特性波
形図である。

【図４】従来技術の一例である交流ソレノイド用駆動回
路を示す回路図である。

【符号の説明】

１ ソレノイドコイル ２ ダイオード（整流素子） ３ バリスタ ４ ＬＥＤ ５ ツェナーダイオード ６ 交流電源 ７ 固定鉄心 ８ 可動鉄心 ９ ソレノイド部 １０ 入力ポート １１ 出力ポート １２ 排出ポート １３ 主弁部 １４ 電磁弁

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドコイルに少なくとも整流素子
   が接続され、印加された交流電圧を該整流素子を介して
   全波整流して前記ソレノイドコイルを通電状態または非
   通電状態に切り換える駆動回路であって、前記ソレノイ
   ドコイルに、該ソレノイドコイルを通電状態から非通電
   状態に切り換えた場合の応答性、および該ソレノイドコ
   イルの通電状態における消費電力を考慮し、所定のツェ
   ナー電圧値のツェナーダイオードを選択して直列に接続
   することを特徴とする交流ソレノイド用駆動回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の交流ソレノイド用駆動回
   路を、ソレノイドコイル、固定鉄心および可動鉄心を備
   えたソレノイド部と、給排ポートが開口された主弁部と
   を有する電磁弁に用い、前記ソレノイド部の可動鉄心を
   前記交流ソレノイド用駆動回路による制御により駆動さ
   せ、該可動鉄心の駆動に連動させて前記主弁部の給排ポ
   ートの流通を制御することを特徴とする交流ソレノイド
   用駆動回路を用いた電磁弁。