JPS6190403A - ソレノイドの駆動方法およびその装置 - Google Patents
ソレノイドの駆動方法およびその装置Info
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- JPS6190403A JPS6190403A JP21310784A JP21310784A JPS6190403A JP S6190403 A JPS6190403 A JP S6190403A JP 21310784 A JP21310784 A JP 21310784A JP 21310784 A JP21310784 A JP 21310784A JP S6190403 A JPS6190403 A JP S6190403A
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- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 1
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、電磁ソレノイド、電磁ブレーキ、電磁クラッ
チなどを駆動するためのソレノイドの駆動方法およびそ
の装置に関する。
チなどを駆動するためのソレノイドの駆動方法およびそ
の装置に関する。
発明の背景および従来技術
制御対象の機械が高速で運転されている場合、その動作
制御に必要なソレノイドもその速度に追従できる速い速
度で動作しなければならない。したがって、この種の用
途のソレノイドには、常に高速応答性が要求される。
制御に必要なソレノイドもその速度に追従できる速い速
度で動作しなければならない。したがって、この種の用
途のソレノイドには、常に高速応答性が要求される。
従来、このような高速応答性は、一般に、起動時に定格
電圧よりも充分に高い過励磁電圧をソレノイドに印加す
ることによって、解決している。
電圧よりも充分に高い過励磁電圧をソレノイドに印加す
ることによって、解決している。
しかし、このような過励磁電圧の印加方式では、ソレノ
イドの鉄心部分の磁気飽和のために、過励磁電圧の上昇
が必ずしも効果的な立ち上がり応答特性の改善につなが
らない他、下記の欠点がある。
イドの鉄心部分の磁気飽和のために、過励磁電圧の上昇
が必ずしも効果的な立ち上がり応答特性の改善につなが
らない他、下記の欠点がある。
すなわち、過励磁電圧を高めると、プランジャの移動速
度が高まり、プランジ中がストッパに衝突するとき、衝
撃力が大きくなって、その寿命が著しく短縮化する。ま
た、過励磁電圧と対応してその駆動回路の内部素子の耐
電圧および電流容量を高くしなければならず、駆動回路
が高価なものとなる。このような理由から、単純な過励
磁電圧の印加方式に一定の限界があることになる。
度が高まり、プランジ中がストッパに衝突するとき、衝
撃力が大きくなって、その寿命が著しく短縮化する。ま
た、過励磁電圧と対応してその駆動回路の内部素子の耐
電圧および電流容量を高くしなければならず、駆動回路
が高価なものとなる。このような理由から、単純な過励
磁電圧の印加方式に一定の限界があることになる。
発明の目的およびその解決手段
したがって、本発明の目的は、上記のような従来の欠点
を生じることな（、ソレノイドの立ち上がり特性および
立ち下がり特性、すなわち応答特性を改善することであ
る。
を生じることな（、ソレノイドの立ち上がり特性および
立ち下がり特性、すなわち応答特性を改善することであ
る。
そこで本発明は、準備状態のソレノイドに予めある一定
の準備電圧を印加し、この準備電圧によってソレノイド
に準備電流を流し、予めそのプランジャを移動方向に軽
い力で付勢しておき、ソレノイドの初期動作時には、過
励磁電圧を重畳的に印加することによって立ち上がり特
性を高速化し、またソレノイドを非動作状態に設定する
ときには、過励磁電圧よりも低い保持電圧を遮断し、し
かもソレノイドを無電圧状態とすることによって、立ち
下がり特性の高速化を図るようにしている。もちろん、
その後の準備状態になると、上記準備電圧が再びソレノ
イドに印加される。このようにしてソレノイドの立ち上
がりおよび立ち下がり特性の可及的な高速化が可能とな
る。
の準備電圧を印加し、この準備電圧によってソレノイド
に準備電流を流し、予めそのプランジャを移動方向に軽
い力で付勢しておき、ソレノイドの初期動作時には、過
励磁電圧を重畳的に印加することによって立ち上がり特
性を高速化し、またソレノイドを非動作状態に設定する
ときには、過励磁電圧よりも低い保持電圧を遮断し、し
かもソレノイドを無電圧状態とすることによって、立ち
下がり特性の高速化を図るようにしている。もちろん、
その後の準備状態になると、上記準備電圧が再びソレノ
イドに印加される。このようにしてソレノイドの立ち上
がりおよび立ち下がり特性の可及的な高速化が可能とな
る。
発明の構成
以下、本発明の構成を図面に基づいて具体的に説明する
。
。
まず、第１図は、本発明のソレノイド駆動装置１を示し
ている。このソレノイド駆動装置ｌの駆動対象としての
ソレノイド２は一端でアース１１に接続され、かつ他端
で分岐し、スイッチ手段３．４．５により、過励磁電圧
ｖｈの電源端子６、準備電圧Ｖｐの電源端子７および保
持電圧ＶＺの電源端子８にそれぞれ接続されている。な
お、スイッチ手段４．５から分岐点に至る間に、電源端
子６に対する逆流防止用のダイオード９．１０が介在し
ている。またソレノイド２に対し逆起電圧吸収素子２１
が並列に接続されている。
ている。このソレノイド駆動装置ｌの駆動対象としての
ソレノイド２は一端でアース１１に接続され、かつ他端
で分岐し、スイッチ手段３．４．５により、過励磁電圧
ｖｈの電源端子６、準備電圧Ｖｐの電源端子７および保
持電圧ＶＺの電源端子８にそれぞれ接続されている。な
お、スイッチ手段４．５から分岐点に至る間に、電源端
子６に対する逆流防止用のダイオード９．１０が介在し
ている。またソレノイド２に対し逆起電圧吸収素子２１
が並列に接続されている。
そして、駆動信号Ｖｉの入力端子１２は、ワンショット
マルチバイブレークなどの限時回路１３を経て、上記ス
イッチ手段３を駆動するためのリレー１４に接続されて
おり、また、前記スイッチ手段５を駆動するためのリレ
ー１５およびスイッチ手段４を駆動するための制御回路
１６の入力側にも接続されている。
マルチバイブレークなどの限時回路１３を経て、上記ス
イッチ手段３を駆動するためのリレー１４に接続されて
おり、また、前記スイッチ手段５を駆動するためのリレ
ー１５およびスイッチ手段４を駆動するための制御回路
１６の入力側にも接続されている。
この制御回路１６は、２つのワンショットマルチバイブ
レーク１７．１８およびフリップフロップ１９を備えて
いる。すなわち上記信号の入力端子１２は、ワンショッ
トマルチバイブレーク１７．１８を経て、フリップフロ
ップ１９のセット入力端に接続されており、また直接、
フリップフロップ１９のリセント入力端にも接続されて
いる。そしてこのフリップフロップ１９の出力側は、ス
イッチ手段４を駆動するためのリレー２０に接続されて
いる。
レーク１７．１８およびフリップフロップ１９を備えて
いる。すなわち上記信号の入力端子１２は、ワンショッ
トマルチバイブレーク１７．１８を経て、フリップフロ
ップ１９のセット入力端に接続されており、また直接、
フリップフロップ１９のリセント入力端にも接続されて
いる。そしてこのフリップフロップ１９の出力側は、ス
イッチ手段４を駆動するためのリレー２０に接続されて
いる。
発明の作用
次に、上記ソレノイド駆動装置ｌの作用を第２図を参照
しながら、時間ｔの経過を追って説明する。
しながら、時間ｔの経過を追って説明する。
“Ｈ”レベルの’８Ａ動（８％ Ｖ ｉ ４＜ ’ Ｌ
″レベル変化するとき、制御回路１６のワンショットマ
ルチバイブレーク１７が“Ｈ゛レベルパルス信号を発生
するため、そのパルス信号゛の立ち下がりによって、つ
ぎのワンショットマルチバイブレーク１８は、ワンショ
ットマルチバイブレーク１７の“Ｈ”レベルのパルス幅
相当分だけ遅れ、その遅れ時間ΔＴ後に、“Ｈルベルの
パルス信号を発生し、これによってフリップフロップ１
９をセント状態に設定する。このため、リレー２０は、
フリップフロップ１９の“Ｉ（”レベルの出力信号を受
け、スイッチ手段４をオンの状態に設定している。この
ようにして、ソレノイド２に入力電圧■として準備電圧
Ｖｐが印加されており、この結果、準備状態でのソレノ
イド２の電流Ｉは、準備電流ｒｐとなっている。この準
備電流１ｐは、プランジャ２ａの移動のない程度の磁束
で、プランジャ２ａを移動方向に軽く付勢している。
″レベル変化するとき、制御回路１６のワンショットマ
ルチバイブレーク１７が“Ｈ゛レベルパルス信号を発生
するため、そのパルス信号゛の立ち下がりによって、つ
ぎのワンショットマルチバイブレーク１８は、ワンショ
ットマルチバイブレーク１７の“Ｈ”レベルのパルス幅
相当分だけ遅れ、その遅れ時間ΔＴ後に、“Ｈルベルの
パルス信号を発生し、これによってフリップフロップ１
９をセント状態に設定する。このため、リレー２０は、
フリップフロップ１９の“Ｉ（”レベルの出力信号を受
け、スイッチ手段４をオンの状態に設定している。この
ようにして、ソレノイド２に入力電圧■として準備電圧
Ｖｐが印加されており、この結果、準備状態でのソレノ
イド２の電流Ｉは、準備電流ｒｐとなっている。この準
備電流１ｐは、プランジャ２ａの移動のない程度の磁束
で、プランジャ２ａを移動方向に軽く付勢している。
この準備状態で、駆動信号Ｖｉが“Ｈ”レベルに変化す
ると、リレー１５が対応のスイッチ手段５をオンの状態
に設定する。このようにして、このスイッチ手段５は、
駆動信号Ｖｉが“Ｈ”レベルにある限り継続してオンの
状態になって、いる。
ると、リレー１５が対応のスイッチ手段５をオンの状態
に設定する。このようにして、このスイッチ手段５は、
駆動信号Ｖｉが“Ｈ”レベルにある限り継続してオンの
状態になって、いる。
一方、駆動信号Ｖｉが“Ｈ”レベルに変化したとき、限
時回路１３が一定の時間Ｔ１にわたって“Ｈ”レベルの
出力を発生するため、リレー１４およびスイッチ手段３
は、その一定の期間Ｔｌにわたって、ソレノイド２に過
励磁電圧ｖｈを印加し続ける。この初期動作状態での過
励磁電圧ｖｈの印加によって、ソレノイド２のプランジ
ャ２ａは、少しの時間遅れのちとに原位置ＰＯから移動
し、所定の移動位置Ｐ１で停止する。この所定の移動位
置Ｐ１への移動完了時点は、従来の単なる過励磁電圧駆
動方式に比較して、準備電流１ｐによる軽い付勢骨だけ
速（なっている。プランジャ２ａが所定の移動位置ＰＩ
まで移動すると、励磁電流■は、一時的に小さくなり、
再び過励磁電圧ｖｈにより最大値まで上昇する。その後
、過励磁電圧ｖｈが消滅し、ソレノイド２に保持電圧ｖ
２のみが印加されるため、ソレノイド２は、その保持電
流ｒｐによって、駆動信号ＶｉのＨ”レベルの区間にわ
たって、プランジャ２ａを移動位置Ｐ１で保持し、動作
状態となる。
時回路１３が一定の時間Ｔ１にわたって“Ｈ”レベルの
出力を発生するため、リレー１４およびスイッチ手段３
は、その一定の期間Ｔｌにわたって、ソレノイド２に過
励磁電圧ｖｈを印加し続ける。この初期動作状態での過
励磁電圧ｖｈの印加によって、ソレノイド２のプランジ
ャ２ａは、少しの時間遅れのちとに原位置ＰＯから移動
し、所定の移動位置Ｐ１で停止する。この所定の移動位
置Ｐ１への移動完了時点は、従来の単なる過励磁電圧駆
動方式に比較して、準備電流１ｐによる軽い付勢骨だけ
速（なっている。プランジャ２ａが所定の移動位置ＰＩ
まで移動すると、励磁電流■は、一時的に小さくなり、
再び過励磁電圧ｖｈにより最大値まで上昇する。その後
、過励磁電圧ｖｈが消滅し、ソレノイド２に保持電圧ｖ
２のみが印加されるため、ソレノイド２は、その保持電
流ｒｐによって、駆動信号ＶｉのＨ”レベルの区間にわ
たって、プランジャ２ａを移動位置Ｐ１で保持し、動作
状態となる。
その後、非動作状態の設定のために、駆動信号Ｖｉが１
Ｈ″レベルから“Ｌ″レベル変化したとき、既にスイッ
チ手段３．５がオフの状態になっており、しかも駆動信
号Ｖｉの立ち下がりによってフリップフロップ１９がリ
セット状態になるため、リレー２０はそのスイッチ手段
５を直ちにオフの状態にする。このようにして駆動信号
Ｖｉが“Ｌ”レベルに変化すると、ソレノイド２に電
ｌ圧が全く印加されなくなる。このとき、
ソレノイド２の電流Ｉは、指数函数的に立ち下がるため
、プランジャ２ａは、少しの時間遅れのちとに、原位置
ＰＯに復帰し、非動作状態となる。
Ｈ″レベルから“Ｌ″レベル変化したとき、既にスイッ
チ手段３．５がオフの状態になっており、しかも駆動信
号Ｖｉの立ち下がりによってフリップフロップ１９がリ
セット状態になるため、リレー２０はそのスイッチ手段
５を直ちにオフの状態にする。このようにして駆動信号
Ｖｉが“Ｌ”レベルに変化すると、ソレノイド２に電
ｌ圧が全く印加されなくなる。このとき、
ソレノイド２の電流Ｉは、指数函数的に立ち下がるため
、プランジャ２ａは、少しの時間遅れのちとに、原位置
ＰＯに復帰し、非動作状態となる。
このような経過の後ソレノイド２が再び準備状態に設定
される。すなわち駆動信号ＶＬが′Ｈ”レベルからＬ”
レベルに立ち下がると、２つのワンショットマルチバイ
ブレーク１７．１Ｂが時間遅れのちとに、フリップフロ
ップ１９をセント状態にするため、そのセット時点で、
再びスイッチ手段５がオンの状態になり、ソレノイド２
に準備電圧Ｖｐが印加され、その結果、準備電流Ｉｐが
予め流され、次の動作時に備えることになる。
される。すなわち駆動信号ＶＬが′Ｈ”レベルからＬ”
レベルに立ち下がると、２つのワンショットマルチバイ
ブレーク１７．１Ｂが時間遅れのちとに、フリップフロ
ップ１９をセント状態にするため、そのセット時点で、
再びスイッチ手段５がオンの状態になり、ソレノイド２
に準備電圧Ｖｐが印加され、その結果、準備電流Ｉｐが
予め流され、次の動作時に備えることになる。
発明の変形例
上記実施例は、スイッチ手段３．４．５の駆動手段をリ
レー１４．１５．２０によって行っているが、これらの
オン・オフ駆動手段は、半導体スイッチング素子などを
用いて構成することもできる。また上記実施例は、制御
回路１６の内部を２つのワンショットマルチパイプレー
ク１７．１８およびフリップフロップ１９によって構成
しているが、この部分はこれに代わるものとして、時間
遅れ回路および順次回路などを組み合わせた論理回路に
よって構成することもできる。
レー１４．１５．２０によって行っているが、これらの
オン・オフ駆動手段は、半導体スイッチング素子などを
用いて構成することもできる。また上記実施例は、制御
回路１６の内部を２つのワンショットマルチパイプレー
ク１７．１８およびフリップフロップ１９によって構成
しているが、この部分はこれに代わるものとして、時間
遅れ回路および順次回路などを組み合わせた論理回路に
よって構成することもできる。
さらに、上記の実施例では、駆動信号Ｖｉの立ち下がり
後、遅れ時間ΔＴの経過時点で、ソレノイド２に準備電
圧Ｖｐが印加されるのが、この準備電圧Ｖｐの印加時点
は、“Ｈルベルの駆動信号Ｖｉの発生より先行しておれ
ばよい。したがって、フリップフロップ１９のセットは
ｌｌＨ”レベルの駆動信号Ｖｉよりも先行する他の信
号で行うこともできる。そのとき、セット時点が動作開
始−の直前であれば、消費電力が小さくなり有利である
。
後、遅れ時間ΔＴの経過時点で、ソレノイド２に準備電
圧Ｖｐが印加されるのが、この準備電圧Ｖｐの印加時点
は、“Ｈルベルの駆動信号Ｖｉの発生より先行しておれ
ばよい。したがって、フリップフロップ１９のセットは
ｌｌＨ”レベルの駆動信号Ｖｉよりも先行する他の信
号で行うこともできる。そのとき、セット時点が動作開
始−の直前であれば、消費電力が小さくなり有利である
。
発明の効果
本発明では、下記の効果が得られる。
まず第１に、ソレノイドの準備状態のときに、予め準備
電圧が印加されており、準備電流が流されているから、
“Ｈ”レベルの駆動信号が与えられたとき、その駆動信
号の発生時点から、ソレノイドが動作し始めるまでの遅
れ時間が短縮化でき、したがってソレノイドの応答速度
が速（なる。なお、プランジャが移動を開始してから所
定位置へ移動するまでの時間は、従来例のような単純な
過励磁電圧の印加方式と同じである。
電圧が印加されており、準備電流が流されているから、
“Ｈ”レベルの駆動信号が与えられたとき、その駆動信
号の発生時点から、ソレノイドが動作し始めるまでの遅
れ時間が短縮化でき、したがってソレノイドの応答速度
が速（なる。なお、プランジャが移動を開始してから所
定位置へ移動するまでの時間は、従来例のような単純な
過励磁電圧の印加方式と同じである。
第２に、準備電圧が低いため、非動作状態でのソレノイ
ドに温度上昇がなく、したがってこのソレノイドが長期
間にわたって継続的に使用されるときでも、異常な温度
上昇が防止できる。
ドに温度上昇がなく、したがってこのソレノイドが長期
間にわたって継続的に使用されるときでも、異常な温度
上昇が防止できる。
次に第３として、初期動作においてプランジ中の移動開
始時点が早まり、それに対応して移動完了時点も従来の
ものに比較して速（なるため、過励磁電圧の印加時間が
時間軸上で短縮でき、またこの電圧の負担が軽減される
。この結果、同一の過励磁用の電源で複数のソレノイド
を駆動する場合に、これまでよりも多（のソレノイドの
駆動が可能となる。
始時点が早まり、それに対応して移動完了時点も従来の
ものに比較して速（なるため、過励磁電圧の印加時間が
時間軸上で短縮でき、またこの電圧の負担が軽減される
。この結果、同一の過励磁用の電源で複数のソレノイド
を駆動する場合に、これまでよりも多（のソレノイドの
駆動が可能となる。
最後に、第４として、この種のソレノイドに電流監視型
の異常装置が付設される場合においても、準備電流が継
続的に一定の値で流れているため、異常装置側に何の変
更もなく、これまで通り使用が可能となる。
の異常装置が付設される場合においても、準備電流が継
続的に一定の値で流れているため、異常装置側に何の変
更もなく、これまで通り使用が可能となる。
第１図は本発明のソレノイド駆動装置の回路回、第２図
は動作時のタイムチャート図である。 １・・ソレノイド駆動装置、２・・ソレノイド、３．４
．５・・スイッチ手段、６．７．８・・電源端子、１３
・・限時回路、１４．１５．２０・・リレー、１６・・
制御回路、１７．１８・・ワンショットマルチバイブレ
ーク、１９・・フリップフロップ。
は動作時のタイムチャート図である。 １・・ソレノイド駆動装置、２・・ソレノイド、３．４
．５・・スイッチ手段、６．７．８・・電源端子、１３
・・限時回路、１４．１５．２０・・リレー、１６・・
制御回路、１７．１８・・ワンショットマルチバイブレ
ーク、１９・・フリップフロップ。
Claims (2)
- （１） ソレノイドが準備状態にあるとき、ソレノイド
にある一定の準備電圧を印加し、ソレノイドに一定の準
備電流を流しておき、初期動作時にはソレノイドに保持
電圧よりも充分に高い過励磁電圧を一定の期間にわたっ
て印加し、初期動作完了後には、保持電圧のみを印加し
、さらに動作完了後の非動作時には上記保持電圧を遮断
して、無電圧の状態とし、その後の準備状態に至って、
上記準備電圧を印加しておくことを特徴とするソレノイ
ドの駆動方法。 - （２） 保持電圧、過励磁電圧および準備電圧の入力端
子に対しスイッチ手段により選択的に接続可能なソレノ
イドと、駆動信号を入力としソレノイドの初期動作時に
一定の時間にわたって過励磁電圧の入力端子とソレノイ
ドとの間のスイッチ手段をオンの状態に設定する限時回
路と、上記駆動信号を入力とし、駆動信号の存在期間に
わたって保持電圧の入力端子とソレノイドとの間のスイ
ッチング手段をオンの状態に設定する駆動手段と、上記
駆動信号を入力とし、駆動信号の消滅時点から一定の時
間を除く他の準備期間にわたって上記ソレノイドと準備
電圧の入力端子との間のスイッチ手段をオンの状態に設
定する制御回路とを具備することを特徴とするソレノイ
ドの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21310784A JPS6190403A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | ソレノイドの駆動方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21310784A JPS6190403A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | ソレノイドの駆動方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6190403A true JPS6190403A (ja) | 1986-05-08 |
Family
ID=16633693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21310784A Pending JPS6190403A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | ソレノイドの駆動方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6190403A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4611214A1 (en) * | 2024-02-27 | 2025-09-03 | Instagrid GmbH | Electrical device with automatic power transfer capability |
| WO2025180810A1 (en) * | 2024-02-27 | 2025-09-04 | instagrid GmbH | Electrical device with safety functionality |
-
1984
- 1984-10-09 JP JP21310784A patent/JPS6190403A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4611214A1 (en) * | 2024-02-27 | 2025-09-03 | Instagrid GmbH | Electrical device with automatic power transfer capability |
| WO2025180810A1 (en) * | 2024-02-27 | 2025-09-04 | instagrid GmbH | Electrical device with safety functionality |
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