JPS61108111A - ラツチングソレノイド駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録装置のペンアップダウンなど、機構を電
気信号によって制御するために用いられるラッチングソ
レノイドを駆動するラッチングソレノイド駆動回路に関
するものである。

〔従来の技術〕

ラッチングソレノイドは、継続して駆動電圧を印加しな
くても状態を保持できるという利点を有することから、
記録装置のペンのアップ・ダウン動作をさせるなど、機
構を電気信号によって制御するためにラッチングソレノ
イドを用いたものがある。

ラッチングソレノイドの構成例を第３図に示す。

第３図において、１は保持部材であり、一端には磁性体
材料で構成された移動部材２が回動可能に取り付けられ
、他端には永久磁石３が取り付けられている。４は引張
コイルばねであり、一端は移動部材２に取り付けられ、
他端は固定部５に取ね付けられている。この引張コイル
ばね４は移動部材２に時計方向の回転力を与える。６は
磁性体部材であり、永久磁石３に固着されている。７は
コイルであり、永久磁石３と磁性体部材６に巻かれてい
る。

このようなラッチングソレノイドでは、コイル７が永久
磁石３の磁界を強める磁界を発生するように励磁される
と、移動部材２は引張コイルばね４のばね力に抗してＡ
方向に回転し、磁性体部材６に吸着される。この状態は
コイルを励磁しなくても保持される。この動作を吸引動
作とする。この状態から、コイル７が永久磁石３の磁界
を弱める磁界を発生するように励磁されると、移動部材
２は引張コイルはね４のばね力によりＢ方向に回転し、
磁性体部材６から離反する。この動作を離反動作とする
。

このようなラッチングソレノイドを用いた記録装置では
、記録ペンは移動部材２と連動してアンプ・ダウンする
。すなわち、移動部材２がＡ方向に回転すれば記録ペン
がアップし、Ｂ方向に回転すればダウンする。

従来、このようなラッチングソレノイドを駆動する回路
として、例えば第４図に示すものがあった。

第４図において、　Ｑｌ〜Ｑ４はトランジスタである。

各トランジスタＱ１〜Ｑ４のエミッターコレクタ間には
ダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ接続されている。

トランジスタＱ１及びＱ２のエミッタにはラッチングソ
レノイド駆動用電圧Ｖが印加されている。まだ、トラン
ジスタＱ３及びＱ４のエミッタはアースされている。ト
ランジスタＱ１とＱ２のコレクタ間には、抵抗Ｒとラッ
チングソレノイドのコイルＬが直列に接続されている。

オだ、抵抗ＲとコイルＬの接続点はトランジスタＱ３の
コレクタに接続されている。

このようなラッチングソレノイド駆動回路では、ペンア
ップをしまうとするときは、トランジスタＱ３　トＱ２
のベースにペンアップ信号ＰＵおよび頭が各各寿えられ
る。ここで、信号ｐＵと而は極性が異なる信号である。

後述する信号ＰＤと而についても同様である。これによ
って、トランジスタＱ２と。３が駆動され、電流は矢印
Ｃに示す経路で流れ、コイルＬはペンアップをするよう
に駆動される。一方、ペンダウンをしようとするときは
、トランジスタＱ４とＱｌのベースにペンダウン信号Ｐ
Ｄおよび而が各各与えられる。これによって、トランジ
スタＱ１とＱ４が駆動され、電流はペンアップの場合と
逆の矢印りに示す経路で流れ、コイルＬはペンダウンを
するように励磁される。ペンアップ信号ＰＵ　、　而と
ペンダウン信号ＰＤ、￥５′ｉ５は制御回路から与えら
れる。

ここで、ラッチングソレノイドは、コイル７に流す駆動
電流によって、コイル７の磁界が永久磁石３の磁界を強
める場合と弱める場合がある。前者の場合が吸引力を生
じさせる場合、後者の場合の離反力を生じさせる場合で
ある。このうち、離反力を生じさせる場合の、コイル７
に流す駆動電流と離反力の関係を第５図に示す。第５図
に示すように離反力は駆動電流が一定範囲になければ発
生しない。このため、駆動電流が強すぎても弱すぎても
離反動作が不安定になる。

第５図に示すラッチングソレノイド駆動回路はオープン
ループであるため、このような回路を用いたラッチング
ソレノイドでは、通電によってコイルが温度上昇して巻
線抵抗値が変わると、駆動電流が変化する。また、ラッ
チングソレノイド駆動用電圧Ｖ、が変動した場合にも、
駆動電流が変化する。このため、ラッチングソレノイド
の離反力が変わり、動作が不安定になるという問題点が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、コイルの温度上昇の影響や、駆動用電源の電圧
変動の影響を受けに＜＜、動作が安定しているラッチン
グソレノイド駆動回路を実現することを目的とする。

〔構成〕 本発明は、ラッチングソレノイドを駆動するラッチング
ソレノイド駆動回路において、前記ラッチングソレノイ
ドにその移動部材と永久磁石が離反するように駆動電圧
を印加するソレノイド離反駆動手段と、 前記ラッチングソレノイドと熱的に結合した感温抵抗器
を用いて、ラッチングソレノイドの温度に応じた比率で
前記駆動電圧を分圧する感温分圧回路と、 該感温分圧回路の分圧と基準電圧発生手段によって与え
られる基準電圧の差を増幅し、この増幅した電圧で前記
ソレノイド離反駆動手段の出力を制御する比較増幅手段 とを具備したことを特徴とするラッチングソレノイド駆
動回路である。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図は本発明にかかるラッチングソレノイド駆動回路
の一実施例の構成ブロック図である。

第１図において、１０はラッチングソレノイド、２ｏは
ソレノイド離反駆動手段、３ｏはソレノイド吸引駆動手
段、４ｏはスイッチ、５ｏは感温分圧回路、６ｏは比較
増幅手段、７ｏは基準電圧発生手段である。

ラッチングソレノイド１ｏにおいて、Ｌはコイルのイン
タリタンス、Ｒｓはコイルの巻線抵抗である。

ソレノイド離反駆動手段２０は、ラッチングソレノイド
１０が離反動作をするように励磁電圧を印加する。

ソレノイド吸引駆動手段３０は、う、チングツレノイド
１０が吸引動作をするように励磁電圧を印加する。

スイッチ４０には、ラッチングソレノイド１０の動作を
切り換えるものであり、第１のスイッチＳＷ１と第２の
スイッチＳＷ２が設けられている。第１のスイッチＳＷ
Ｉは、ラッチングソレノイド１０を、ソレノイド離反駆
動手段２０に接続する状態と、中間位置に接続する状態
と、アースに接続する状態とをとりうる。第２のスイッ
チＳＷ２は、ラッチングソレノイドを、アースに接続す
る状態と、中間位置に接続する状態と、ソレノイド吸引
駆動手段３０る。

感温分圧回路５０は、ラッチングソレノイド１０と熱的
に結合した感温抵抗器を用いてラッチングソレノイド１
ｏの温度に応じた比率でソレノイド離反駆動電圧２０の
出力電圧Ｅを分圧する。

比較増幅手段６０は、感温分圧回路５０の出力と基準電
圧発生手段７０が発生する基準電圧Ｖ　との差ｅｆ をとって誤差増幅器６１で増幅する。そして、誤差増幅
器６１の出力でソレノイド離反駆動手段２０の出力が制
御される。

次に、このようなラッチングソレノイド駆動回路の動作
について説明する。

第１及び第２のスイッチＳＷＩ及びＳＷ２は、ラッチン
グソレノイド１０に離反動作をさせるときは、第１図に
示す位置にある。ラッチングソレノイド１ｏの移動部材
（第３図の移動部材２に相当する）が吸引された位置又
は離反した位置で安定しているときは、ラッチングソレ
ノイド１０に電流を流す必要がないため、第１及び第２
のスイッチＳＷ１及びＳＷ２は中間位置にしておく。ラ
ッチングソレノイド１０に吸引動作をさせるときには、
ラッチングソレノイド１０には離反動作をさせる場合と
逆方向の電流を流す必要があることから、第１及び第２
のスイッチＳＷＩ及びＳＷ２は右側の位置にして、ソレ
ノイド吸引駆動手段３０とラッチングソレノイド１０を
接続する。

ハ李ングソレノイドに吸引動作を行なわせる場合にはラ
ッチングソレノイドに一定値以上の駆動電流を流せば吸
引力が生じることから、温度上昇に伴なう巻線抵抗値の
増加も考慮した一定値以上の電圧をラッチングソレノイ
ドに印加する。

次に、ラッチングソレノイド１０に離反動作をさせる場
合について説明する。

先ず、ラッチングソレノイド１０が熱的に平衡状態にあ
って感温分圧回路５ｏの分圧比が一定である場合につい
て説明する。

この場合、ソレノイド離反、駆動手段２０、感温分圧回
路５０及び比較増幅手段６０で構成される制御ループは
、単なる電圧制御ループであワ、゛ソレノイド離反駆動
手段２ｏの出力電圧Ｅは感温分圧回路５０の分圧比にと
基準電圧Ｖ　で決まる一定の値に制ｅｆ 御される。すなわち、 Ｅ＝１・ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
ｋｒｅｆ となる。これによって、ラッチングソレノイドの駆動電
流工は次のようになる。　　　　−〜 ■ 一一亜Ｌ（２） ｋＲＩ、。

動しても一定になる。

次に、ラッチングソレノイド１ｏが熱的に不平衡で抵抗
値Ｒが変化する場合について説明する。

コイルの巻線材料の抵抗値の温度係数をｒとすると、 Ｒ８“Ｒｏ十ｒ′ｔ Ｒｏ＝θ℃における抵抗値 となる。この場合、 エヨー９− Ｒ となる。また、感温分圧回路５ｏの分圧比は温度の関数
ｋ　（ｔ）になり、 となる。（３）式と（４）式より、 となり、よって、 となるので、感温分圧回路５０は、感温抵抗器により（
５）式を満足するように分圧比ｋ　（ｔ）を定める。こ
れによって、ソレノイド離反駆動手段２０の出力Ｅ。

は（４）式に従って変化し、温度変化によってコイルの
巻線抵抗値Ｒ８＋ｒ−ｔが変化しても、駆動電圧工。

は一定値になるように制御される。

第２図は本発明にかかるラッチングソレノイド５駆動回
路の具体的構成を示した図である。第２図において、第
１図及び第４図と同一のものは同一符号を付ける。

第２図に示す回路は、第４図の回路にラッチングソレノ
イドに印加する電圧を制御する手段を設けたものである
。

第２図において、Ｒ１−Ｒ５は抵抗、Ｑ５及びＱ６はト
ランジスタである。

抵抗Ｒ１はトランジスタＱ１のエミッターペース間に接
続されている。

トランジスタＱ５は、エミッタはアースに接続され、コ
レクタは抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１のベースに
接続され、ベースは抵抗Ｒ３を介して制御回路に接続さ
れている。この制御回路からトランジスタＱ４．　Ｑ５
にペンダウン信号ＰＤが与えられる。

トランジスタＱ６は、エミッタはアースに接続され、コ
レクタはトランジスタＱ５のベースに接続され、ベース
は抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のコレクタに接続
されている。また、トランジスタＱ６のベースは抵抗Ｒ
５を介してアースに接続されている。抵抗Ｒ４は感温抵
抗器である。

第２図と第１図の対応関係は次のようになっている。

トランジスタＱ１〜Ｑ４は第１及び第２のスイッチＳＷ
Ｉ及びＳＷ２を構成している。

また、トランジスタＱ５とＱｌでソレノイド離反駆動手
段２０を構成している。

トランジスタＱ６は、誤差増幅器６１と基準電圧発生手
段７０に相当している。すなわち、トランジスタＱ６の
ベース−エミッタ間電圧ｖＢＥが基準電圧Ｖ　に相当し
、この電圧ｖＢＥと、抵抗Ｒ４とＲ５で構ｅｆ 成される感温分圧回路（第１図の感温分圧回路５０に相
当している）の出力電圧の差がトランジスタＱ６で増幅
され、電流Ｉ。の値が変化する。電流工。の値が変化す
ると、トランジスタＱ５の出力が変化し、従ってトラン
ジスタＱ１の出力も変化する。

抵抗ＲはトランジスタＱ１の熱損失を軽減するために接
続された抵抗である。

抵抗Ｒ４とＲ５で構成される感温分圧回路は、（５）式
に従って、ラッチングソレノイド１００巻線抵抗値の温
度による変化を補償するほかに、電圧ｖＢＥの温度によ
る変化をも補償する。感温抵抗器Ｒ４は、このような補
償をできるような抵抗値及び温度係数になっている。

〔効果〕

このようなラノチングンレノイド、駆動回路によれば、
次の効果が得られる。

ソレノイド離反駆動手段２０によってラッチングソレノ
イド１０を駆動するとともに、このソレノイド離反駆動
手段２０．感温分圧回路５０及び比較増幅手段６０によ
って制御ループを構成し、この制御ループの電圧フィー
ドバック部分の分圧比を、ラッチングソレノイド１０の
巻線抵抗値の温度による変化と、電源電圧の変動に対応
して変えている。このだめ、ラッチングソレノイド１０
の駆動電圧を、巻線抵抗値の温度による変化と電源電圧
の変動に対応して制御できる。これによって、ラッチン
グソレノイドの駆動電流を一定に保つことができ、ラッ
チングソレノイドの動作を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるラッチングソレノイド駆動回路
の一実施例の構成ブロック図、第２図は本発明にかかる
ラッチングソレノイド駆動回路の具体的構成を示した図
、第３図はラッチングソレノイドの構成例を示した図、
第４図はラッチングソレノイド駆動回路の従来例の構成
を示した図、第５図はラッチングソレノイドの吸引力及
び離反力と駆動電流の関係を示した図である。 ２・・・移動部材、３・・・永久磁石、１０・・・ラッ
チングソレノイド、２０・・・ソレノイド離反駆動手段
、５０・・・感温分圧回路、Ｒ４・・・感温抵抗器、６
０・・・比較増幅手段、６１・・・誤差増幅器、７０・
・・基準電圧発生手段、Ｑ１〜Ｑ６・・・トランジスタ
。 一し １≧　　　　　良 ・ルノイに電り胤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ラッチングソレノイドを駆動するラッチングソレノイド
   駆動回路において、 前記ラッチングソレノイドにその移動部材と永久磁石が
   離反するように駆動電圧を印加するソレノイド離反駆動
   手段と、 前記ラッチングソレノイドと熱的に結合した感温抵抗器
   を用いて、ラッチングソレノイドの温度に応じた比率で
   前記駆動電圧を分圧する感温分圧回路と、 該感温分圧回路の分圧と基準電圧発生手段によって与え
   られる基準電圧の差を増幅し、この増幅した電圧で前記
   ソレノイド離反駆動手段の出力を制御する比較増幅手段 とを具備したことを特徴とするラッチングソレノイド駆
   動回路。