(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出機と共に使用される電気ガン・ドライバーにおいて、
上記吐出機を通る流体の流れを調整する可動アーマチャを有するソレノイドと、
或る範囲の線間電圧又は入力電圧を受けて作動電圧に変換するスイッチ・モード電力供給部と、
上記線間電圧に関連すると共に上記ソレノイドに供給される線電流を受けて、上記可動アーマチャを選択的に移動させる電力回路と、
を具備することを特徴とする電気ガン・ドライバー。
【請求項２】
オペレータ入力と上記作動電圧とを受けて、基準電流を発生し、これによって上記ソレノイドへの上記線電流の印加を調整するコンピュータを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項３】
上記基準電流と帰還電流とを受けて変調信号を発生し、それを上記電力回路に送るヒステリシス・バンド変調器を更に具備し、
上記変調信号は、上記帰還電流が上記基準電流を追跡するように上記基準電流と上記帰還電流とによって発生されることを特徴とする請求項２に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項４】
上記帰還信号を或る割合で変化させる増幅器を更に具備し、
上記コンピュータは上記増幅器のゲインを調整して上記帰還電流の値を調整することを特徴とする請求項３に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項５】
上記電力回路は更に、
上記ソレノイドへの上記線電流の流れを調整する第１のスイッチに電気的に接続され、上記変調信号によって作動される第１のゲート・ドライバーと、
上記ソレノイドへの上記線電流の流れを調整する第２のスイッチに電気的に接続され、上記コンピュータからの信号によって作動される第２のゲート・ドライバーと、
を具備し、
上記第１及び第２のスイッチは、上記線電流が上記吐出機を開く為に所定の時間、所定の引込値を得るように、閉じられ、上記第１及び第２のスイッチの一方は、上記線電流が上記引込値を維持しその後に所定の時間保持値を得て上記吐出機を所定位置に保持するように、閉状態と開状態との間で変調し、上記第１及び第２のスイッチは、上記ソレノイドから上記線電流を除去する為に開かれて上記吐出機を閉じることを特徴とする請求項３に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項６】
上記第１及び第２のゲート・ドライバーは、上記電力回路内での短絡及び接地事故を検出して上記短絡及び接地事故の発生時に上記第１及び第２のスイッチを開放する検出器を有することを特徴とする請求項５に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項７】
上記電力回路は引込電流と上記引込電流よりも小さな値の保持電流とを発生し、上記電力回路は必要時に上記保持電流を急速に消散し、
上記電気ガン・ドライバーは、上記作動電圧とオペレータ入力とを受けて動作し基準電流を発生するコンピュータと、上記基準電流を受けて上記ソレノイドが受ける上記引込電流と上記保持電流とを制御する変調信号を発生するヒステリシス・バンド変調器とを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項８】
上記電気ガン・ドライバーは、上記ヒステリシス・バンド変調器が受ける帰還電流を発生する増幅器を更に具備し、
上記変調信号は、上記帰還電流が上記基準電流を追跡するように、上記基準電流と上記帰還電流とによって発生され、上記コンピュータは上記帰還電流の値を調整するように上記増幅器のゲインを調整することを特徴とする請求項７に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項９】
上記電力回路は、
上記ソレノイドへの上記引込電流及び上記保持電流の流れを調整する第１のスイッチに接続され、上記変調信号によって作動される第１のドライバーと、
上記ソレノイドへの上記引込電流及び上記保持電流の流れを調整する第２のスイッチに接続され、上記コンピュータからの信号によって作動される第２のドライバーと、
を更に具備することを特徴とする請求項８に記載の電気ガン・ドライバー。
【請求項１０】
上記第１及び第２のスイッチは、上記引込電流を発生するように所定時間、閉じられ、上記第１及び第２のスイッチの一方は、上記引込電流を維持するように閉状態と開状態との間で変調され、その後に対応する範囲の所定値の上記保持電流を発生し、上記第１及び第２のスイッチは開かれて上記ソレノイドから上記保持電流を消散することを特徴とする請求項９に記載の電気ガン・ドライバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に接着剤やシーラントやコーキング材などのような流体を吐出する為に使用される吐出装置に関する。本発明は詳述すると、時にはモジュール又はガンと称される吐出機に内蔵されたソレノイドを制御する為に使用される電気ガン・ドライバーに関する。具体的には、本発明は、吐出ガン内での発熱を最小にしながら、正確なビード・パターンを繰返し塗布する為に吐出ガンを急速開閉するようにソレノイドへの供給電流を制御する電気ガン・ドライバー回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体接着剤を梱包材料にスポット状又はその他の所望パターン状に吐出する種々の吐出装置が梱包業界では公知である。この梱包材料はその後に所定の方法で折り曲げられ、これによって、その接着剤は梱包材料の接合部分に接触して所望の容器又はパッケージが作られる。この組立工程は高速が要求されるため、電気制御系を使用した種々の吐出装置が開発されている。
【０００３】
公知の吐出装置はプランジャを内蔵する弁タイプのシステムを具備し、このプランジャはオリフィス内に収容され、ソレノイドが閉位置から吐出位置へのプランジャの移動及び閉位置へ戻るプランジャの移動を制御する。
【０００４】
ソレノイドの動作性能を向上させる電気回路制御系を使用した吐出装置が開発されている。このような吐出装置の動作の効率に関係する因子は多数である。これらの因子の例としては、例えば塗布される接着剤の粘度や、ソレノイドの抵抗及びインダクタンスによる発熱や、塗布される接着剤又は流体の熱や、接着剤の所望パターンなどが存在する。また、必要時にオリフィスを急速に開閉するようにソレノイドがプランジャに作用することは、上述のような吐出装置の動作において重要なことである。この動作を達成する為に、ガン・ドライバーは吐出サイクルの開始時に急速引込電流をソレノイドに印加してオリフィスを迅速に開放する。更に、ガン・ドライバーは、最小保持電流を維持し、この最小保持電流によって、吐出中にソレノイド・コイルに蓄積される熱量をできるだけ少なくしながらプランジャを開位置に保持する。最後に、ガン・ドライバーは、ソレノイド・コイルを急速に消磁して、これによって、吐出サイクルの終了時にプランジャによってオリフィスを急速に閉止する。
【０００５】
これまで種々の電気ガン・ドライバー回路について、急速引込電流と最小保持電流とソレノイドの急速消磁とに応答するソレノイド装置を開発する企みが行われて来た。これらの公知の吐出ガン装置及び電気ガン・ドライバー回路は、その所望の機能達成についてそれなりに有効であることは判明しているが、しかしながら現在の吐出ガン装置は依然として種々の問題を有する。特に、現在の吐出ガン装置は、熱の変動やその他の変数を補償することによってソレノイド・コイル電流を連続的に調整するといった閉ループ技術を使用するものではない。更に、現在の電気ガン・ドライバー回路は、装置に印加される線間電圧の変動を補償するものではない。換言すると、吐出ガン装置が異なった電源系に接続された場合には吐出ガン装置に大きな変更を施す必要がある。尚、これらの電源系は電圧範囲が１００〜２４０ボルトＡＣで、周波数範囲が５０〜６０ヘルツである。また、現在の電気ガン・ドライバー回路の別の欠点は、最大２個のソレノイドを駆動できるにすぎないことである。現在の電気ガン・ドライバ回路の更に別の欠点は、接地事故を検出することができなく、かつソレノイドの動作用の電流レベルを自動調整することができない点である。
【０００６】
上述の点に基づき、吐出ガン装置を通る流体の流れを制御する電気ガン・ドライバー回路を備えた電気ガン装置を改良する必要があることは明らかである。更に、多数のソレノイドを同時に駆動でき、かつ急速引込電流と最小保持電流とソレノイド急速消磁方法とを確保する為に必要な制御系を有する電気ガン・ドライバー回路も要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の点に鑑みて、本発明の第１の態様は、吐出ガン装置用の改良型電気ガン・ドライバー回路を提供する。
【０００８】
本発明の別の態様は、オペレータの指令に基づきコンピュータによって制御される上述のような電気ガン・ドライバー回路を提供する。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、電気ガン・ドライバー回路内の部材を何ら調整することなく、ユーザー・インターフェースから隔離される広範囲の線間電圧を使用できるスイッチ・モード電力供給部を備えた上述のような電気ガン・ドライバー回路を提供する。
【００１０】
本発明の別の態様は５個以上のソレノイドを同時に制御することができる上述のような電気ガン・ドライバー回路を提供する。
本発明の更に別の態様は、コンピュータによって設定される電流基準に応じて引込電流及び保持電流を調整して出力するヒステリシス・バンド変調器を備えた上述のような電気ガン・ドライバー回路を提供する。
【００１１】
本発明の別の態様は、接地事故及び短絡等を検出する事故検出システムを備えた上述のような電気ガン・ドライバー回路を提供する。
【００１２】
本発明の更に別の態様は、ソレノイドの磁界を急速に消散して、ソレノイドによって制御されるプランジャを急速に解放し、これによって吐出ガンを通る流体の流れを停止させることができる上述のような電気ガン・ドライバー回路を提供する。
【００１３】
本発明の上述の態様及びその他の態様は、詳細な説明が進行するにつれて明らかになるが、吐出機と共に使用される以下の構成の電気ガン・ドライバーによって達成される。即ち、本発明の電気ガン・ドライバーは、吐出機を通る流体の流れを調整する可動アーマチャを備えたソレノイドと、或る範囲の線間電圧を受けて作動電圧に変換するスイッチ・モード電力供給部と、上記線間電圧に関連すると共に上記ソレノイドに供給される線電流を受けて上記可動アーマチャを選択的に移動させる電力回路と、を具備する。
【００１４】
本発明の別の態様は吐出機と共に使用される以下の構成の電気ガン・ドライバーによって達成される。即ち、この電気ガン・ドライバーは、吐出機を通る流体の流れを調整する可動アーマチャを備えたソレノイドと、入力を受けて基準電流を発生して上記可動アーマチャの動きを調整するコンピュータと、上記基準電流に関連する変調信号を受けて上記可動アーマチャを選択的に移動させる電力回路と、を具備する。
【００１５】
本発明の更に別の態様は吐出機に使用される以下の構成の電気ガン・ドライバーによって達成される。この電気ガン・ドライバーは、オリフィスと協働し、動きがソレノイドによって制御される可動アーマチャと、上記ソレノイドに電気的に接続され、或る範囲の入力電圧を受け、引込電流とこの引込電流よりも小さな値の保持電流とを発生すると共に、必要な時に上記保持電流を急速に消散する電力回路と、上記範囲の入力電圧を受けて作動電圧に変換するスイッチ・モード電力供給部と、上記作動電圧とオペレータ入力とを受けて作動し、基準電流を発生するコンピュータと、上記基準電流を受けて変調信号を発生し、上記ソレノイド用の上記引込電流及び上記保持電流を制御するヒステリシス・バンド変調器と、を具備する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１において、本発明による改良された電気ガン・ドライバーは全体が数字１０で示されている。このガン・ドライバー１０は一般に、制御回路１１と、吐出機１２と、電力回路１３とを具備し、吐出機１２はソレノイド１４と可動のアーマチャ又はプランジャ１６とを有し、このプランジャ１６は吐出機１２を流れる流体の流れを規制即ち調整する。ガン・ドライバー１０はまた、スイッチ・モード電力供給部１８を有し、このスイッチ・モード電力供給部１８は或る範囲の線間電圧１９を受けて、隔離又は絶縁された供給電圧２０に変換する。電力回路１３は、アーマチャ１６を選択的に移動させる為にソレノイド１４に供給される線間電圧１９に関連する線電流２４を受ける。後に更に詳述するように、電気ガン・ドライバー１０は、吐出機１２を流れる液体ベースの接着剤のような流体の流れを、所望のパターン又はシークエンスとなるように規制し制御する。
【００１７】
詳述すると、アーマチャ１６はスプリング２６によって付勢され、このスプリング２６はアーマチャ１６と固定基準２８との間に介在している。アーマチャ１６は、オリフィス３０と作動関係にあり、アーマチャ１６が移動されると、吐出機１２内の液体が圧力によってオリフィス３０を通って所望の物体に向って流出する。周知のように、アーマチャ１６は抵抗３２とインダクタンス３４とを有するソレノイド１４のコイルを流れる電流によって作動される。尚、ソレノイド１４は一つのみが示されているが、同一タイプの多数のソレノイドをガン・ドライバー１０によって駆動することができる。
【００１８】
吐出機１２が正しく動作する為には、アーマチャ１６の作動を高精度に制御することが必須である。この為には、電流が急速にソレノイド１４に供給される。一般に「引込」電流として知られる上述の電流の急速印加は、スプリング２６による力と吐出機１２内の流体の粘度とに打勝つ必要がある。アーマチャ１６が引張られてオリフィス３０から離れた後には、アーマチャ１６を所定位置に保持する為に必要な電流、即ち「保持電流」の大きさは大幅に低減する。更に、ソレノイド・コイルを流れる引込電流は、大量の熱を発生するので、保持電流の値は、吐出機１２を流れる流体の粘度に悪影響を及ぼさないような小さい値に低減することが望ましい。最後に、吐出機１２を閉止しようとする時には、ソレノイドのインダクタンス３４に蓄えられたエネルギは迅速に消散させて、可動アーマチャ１６でオリフィス３０を急速に閉止する必要がある。これは、吐出機１２の開閉が組立工程の円滑運転にとって重要である組立ライン作業において、特に大切である。
【００１９】
スイッチ・モード電力供給部１８は、ガン・ドライバー１０が世界中の電源に容易に適応できるように、広範囲の入力電圧１９を受け入れる、即ちそれに対応することができる。スイッチ・モード電力供給部１８を使用しかつ電流ヒステリシス・バンドを電流基準レベルの付近に保つことによって、全ユーザ・インターフェースが主電力から隔離又は絶縁され、こうしてガン・ドライバー１０が１００ｖ（ボルト）〜２４０ｖＡＣの範囲の任意の線間電圧について動作し、ガン・ドライバー１０に対してその他の調整を行うことなしに５０〜６０Ｈｚの周波数で動作するであろう。スイッチ・モード電力供給部１８は、調整された二次電圧としての＋５ｖロジック電圧であり、フライ・バック・トポロジー（ｆｌｙ  ｂａｃｋ  ｔｏｐｏｌｏｇｙ）において６０ＫＨｚで動作する。スイッチ・モード電力記供給部１８はこのような広範囲の線間電圧１９を入力して、ガン・ドライバー１０で使用される隔離された供給電圧２０を発生する。
【００２０】
制御回路１１において、コンピュータ４０を使用してソレノイド１４への引込電流の印加と保持電流の印加とそれの除去を高精度に調整かつ制御し、これによってガン・ドライバー１０を適正に動作させる。好適実施例にあっては、コンピュータ４０はイリノイ州Ｓｃｈａｕｍｂｅｒｇのモトローラ社（Ｍｏｔｏｒｏｌａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が販売するＰａｒｔ  Ｎｏ．ＭＣ６８ＨＣ１１Ｆ１である。このコンピュータ４０は、隔離された供給電圧２０によって作動状態になり、また入出力装置４２のユーザ供給入力を受けて電流基準４４を発生する。詳述すると、コンピュータ４０によって、オペレータは引込電流及び保持電流の持続時間を指定することができる。これによって、電気ガン１０は、所与の塗布エネルギ及びタイミング条件に対応することができ、従ってその性能向上を図ることができる。ガン・ドライバー１０の特別な塗布として低粘度接着剤を必要とする場合には、引込時間を延長することが必要となる。同様に、接着剤の塗布滴を小さくしたり、高粘度又は低温の接着剤が必要な場合には、引込電流の時間を充分に短くすることによってガン吐出機１２の毎分当りのサイクル数を大きくすることができる。また、コンピュータ４０は、ガン・ドライバー及び電力回路１３内の種々の機能不全を検出して、この情報を入出力装置４２に表示して本装置のオペレータに知らせることができる。また、コンピュータ４０の使用によって、電気ガン・ドライバー１０は多数のソレノイドを同時に作動させることもできる。
【００２１】
制御回路１１はまたヒステリシス・バンド変調器４６を有し、この変調器４６は電流ヒステリシス・バンドを電流基準レベルの付近に設定することによって、引込電流及び保持電流を調整し、パルス幅が電力回路１３に印加される線間電圧１９を変調して実際のソレノイド電流を上述のヒステリシス・バンド内に保つ。このヒステリシス・バンド変調器４６によって、広範囲の入力電圧をソレノイドに印加可能となると共に、ソレノイドの大きな温度変動に対応して引込電流及び保持電流を所望レベルに保つ。この機能を適正に実行する為に、ヒステリシス・バンド変調器４６は帰還電流４８が入力され、変調信号５０を発生する。尚、この変調信号５０は電圧指令と称される。後述するように、変調信号５０は、帰還電流４８が電流基準４４を追跡するように、電流基準４４と帰還電流４８とによって発生される。
【００２２】
一般に、電力回路１３は、ヒステリシス・バンド変調器４６からの電圧指令と入力電圧１９からの線間電圧とが入力され、この電圧指令を増幅してソレノイド１４を作動させる。詳述すると、電力回路１３はそのゲート・ドライバー及び障害検出器５２に変調電流５０が入力される。このゲート・ドライバー及び障害検出器５２はドライバー信号５３を発生して、スイッチとして機能する絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）５４の動作を制御する。このドライバー信号５３はＩＧＢＴ５４のベースに入力される。尚、ＩＧＢＴ５４のコレクタタは線電流２４に接続され、そのエミッタは抵抗器５６に接続されている。従って、スイッチＩＧＢＴ５４はドライバー信号５３の印加によって閉じられる。ＩＧＢＴ５４のコレクタはまたダイオード５８のカソードに接続され、このダイオード５８のアノードは抵抗器５６の他方端に接続されている。検出ライン６０は抵抗器５６とＩＧＢＴ５４のエミッタとの間に接続され、これによって、接地事故又は短絡検出信号がゲート・ドライバー及び障害検出器５２に送られる。ソレノイド１４の端子６２がダイオード５８のアノードに接続されている。ソレノイド１４の反対端は端子６４を有し、この端子６４はダイオード６６のアノードに接続されている。ダイオード６６のカソードは線間電圧１９に電気接続されている。
【００２３】
端子６２にはダイオード６８が電気接続されている。即ち、ダイオード６８のカソードは端子６２に接続され、ダイオード６８のアノードは線間電圧１９の反対極に接続されている。この線間電圧１９の反対極にはまた抵抗器７０が接続され、この抵抗器７０の反対端は、スイッチとして機能する絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）７２のエミッタに接続されてる。抵抗器７０の第１の端にはまた、分路ダイオード７４のアノードが接続され、この分路ダイオード７４のカソードはＩＧＢＴ７２のコレクタに接続されている。ＩＧＢＴ７２のベースはゲート・ドライバ及び障害検出器７６に接続されている。こうして、スイッチＩＧＢＴ７２はゲート・ドライバー及び障害検出器７６が発生する信号によって閉じられる。電流帰還信号７８はＩＧＢＴ７２のエミッタからゲート・ドライバー及び障害検出器７６に送出される。
【００２４】
演算増幅器８０は制御回路１１の一部であり、これには電流帰還信号７８が入力される。演算増幅器８０は、接地に接続された非反転入力８２と、電流帰還信号７８が入力される反転入力８４と、出力８６とを有する。演算増幅器８０の出力８６は帰還電流４８を発生し、この帰還電流４８はコンピュータ４０に入力される。演算増幅器８０のゲイン又は増幅率を適正に制御する為に、コンピュータ４０は調整信号９０を可変抵抗器９２に送る。この可変抵抗器９２の一端は反転入力８４に接続され、可変抵抗器９２の反対端は演算増幅器８０の出力８６に接続されている。コンピュータ４０はまた、消磁信号９４を電力回路１３、具体的にはゲート・ドライバー及び障害検出器７６に送り、スイッチＩＧＢＴ７２の動作を制御する。
【００２５】
次に、動作を説明する。ガン・ドライバー１０には入力線間電圧１９が入力される。具体的には入力線間電圧１９はスイッチ・モード電力供給部１８と電力回路１３との両方に入力される。スイッチ・モード電力供給部１８は線間電圧１９を隔離された供給電圧２０に変換し、この隔離された供給電圧２０はコンピュータ４０に入力されて吐出機１２の動作を適正にシークエンス制御する。またコンピュータ４０にはオペレータ入力４２が入力され、ソレノイド１４の動作のモードが決定される。
【００２６】
ソレノイド１４の動作及び制御を正しく理解する為に、まずヒステリシス・バンド変調器４６と電力回路１３と演算増幅器８０の動作について概説する。ソレノイド１４の励起の前に、スイッチＩＧＢＴ５４、７２の両方が開状態、即ちオフ状態に反転される。この時点では、ヒステリシス・バンド変調器４６にはコンピュータ４０からも演算増幅器８０からも何ら信号が入力されていない。コンピュータ４０が必要な引込電流値と保持電流値とを決定すると、スイッチＩＧＢＴ５４、７２の両方が閉状態、即ちオン状態に反転される。これによって、可動のアーマチャ１６を吐出機１２の開位置に移動させるのに必要な引込電流が急激に増大する。所望の引込電流がコンピュータ４０によって予め決定された設定値に到達すると、ヒステリシス・バンド変調器４６がスイッチＩＧＢＴ５４をオン状態とオフ状態との間で変調する。これによって、ソレノイド１４には、所望の設定値を保つように制御された電流が入力される。その後に、コンピュータ４０は電流基準４４を減少させ、これによって保持電流値が設定され保持される。保持電流の期間が終了したとコンピータ４０が決定すると、スイッチＩＧＢＴ５４、７２の両方が開状態、即ちオフ状態に反転される。この時点で、インダクタンス３４に蓄えられたエネルギが急速に消散され、これにより、可動アーマチャ１６を解放しオリフィス３０を閉止して流体の吐出を停止する。
【００２７】
次に、全図面を参照して、この動作を詳細に説明する。コンピュータ４０が基準電流４４をヒステリシス・バンド変調器４６に送る。この時、帰還電流４８は発生しておらず、従って、オン信号が変調信号５０によって発生し、このオン信号はゲート・ドライバー及び障害検出器５２に入力されスイッチＩＧＢＴ５４を閉じる。この電流基準４４の印加と同時に、コンピュータ４０は信号９４を発生してゲート・ドライバー７６に送り、これによって両ＩＧＢＴ５４、７２が閉じ、即ちオン状態に反転される。こうして、線電流２４がスイッチＩＧＢＴ５４と抵抗器５６とを通ってソレノイド１４の端子６２に流れ、吐出機１２を開放する。この線電流２４はそれから端子６４とスイッチＩＧＢＴ７２を通って抵抗器７０に流れて線間電圧１９の負極に至る。例えば、コンピュータ４０からの引込又はピーク電流基準は、ヒステリシス・バンド変調器４６に供給され、それはソレノイド１４の種々のパラメータに依存する所定値を有する。このピーク電流が所定期間の間、印加された後に、演算増幅器８０には電流帰還信号７８が入力される。調整信号９０も入力８４に入力される。この調整信号９０はコンピュータ４０によって制御され、演算増幅器８０の増幅率又はゲインを調整する。従って、演算増幅器８０は帰還信号４８を発生してヒステリシス・バンド変調器４６に送る。当業者には明らかなように、ヒステリシス・バンド変調器４６は、所定の基準値でのみターンオンされ、かつこの所定の基準値よりも大きい所定値でのみターンオフされる。例えば、ヒステリシス・バンド変調器４６は、帰還電流４８が電流基準値よりも約５％〜約１０％だけ超えるまで、変調信号５０を発生する。ヒステリシス・バンド変調器４６がオフ状態に反転されると、変調信号５０は適当な信号を発生してゲート・ドライバー及び障害検出器５２に送り、これによってスイッチＩＧＢＴＧ５４を開き、即ちターンオフする。従って、インダクタンス３４の逆起電力によって、ソレノイド１４に印加される電圧の極性は逆向き、即ち反対になる。こうして、端子６４は正端子となり、端子６２が負端子になる。ゲート・ドライバー及び障害検出器７６がスイッチＩＧＢＴ７２をオン状態に保持し続けるので、インダクタンス３４内の電流は、ソレノイド１４のＬ／Ｒの時定数の間、正端子６４からスイッチＩＧＢＴ７２とダイオード６８とを通って負端子６２に循環する。尚、ここでＬはインダンタンス３４の値で、Ｒは抵抗３２の値である。このループ内の電流が抵抗器７０で消散し始めると、電流帰還信号７８が演算増幅器８０に入力されて、これによって帰還信号４８が或る割合で変化して、電流基準４４よりも小さい値にまで低下する。これによって、ヒステリシス・バンド変調器４６は再度、オン変調信号５０を発生してゲート・ドライバー及び障害検出器５２に送り、これによって、オン・ドライバー信号５３がスイッチＩＧＢＴ５４に送られ、スイッチＩＧＢＴ５４を閉状態、即ちオン状態に反転する。端子６２、６４の極性は再び逆転して、端子６２が正端子となり、端子６４が負端子となる。当業者には明らかなように、スイッチＩＧＢＴ５４がソレノイド１４の時定数とコンピュータ４０により制御される演算増幅器８０のゲイン値とによって決定されるようにオン及びオフ状態の間で反転されている間、引込電流は、スイッチＩＧＢＴ７２をオン状態に保持することによって或る範囲の電流値の間で変調される。
【００２８】
オペレータ入力及びコンピュータ４０によって決定された引込電流の段階が終了すると、スイッチＩＧＢＴ５４は、引込電流値を保持電流値に低減する為に所定の時間だけ開き、即ちオフに反転される。上述と同様に、保持電流は、スイッチＩＧＢＴ５４をオン及びオフに変調することによって、或るバンド又は範囲の電流値内に維持される。もちろん、コンピュータ４０は、保持電流値を作り保持する為に必要な基準電流４４を発生する。
【００２９】
コンピュータ４０は、吐出機１２の開サイクルが完了したことを確認すると、両ゲート・ドライバー５２、７６を同時にターンオフし、これにより両ゲート・ドライバー５２、７６は夫々スイッチＩＧＢＴ５４、７２を開く、即ちターンオフする。これによって、端子６２、６４はインダクター３４の逆起電力により極性が逆になる。こうして、端子６４が正に、端子６２が負になる。このような場合には、正端子６４がダイオード６６のアノードに導通し、かつ負端子６２がダイオード６８のカソードを介して線間電圧１９の負極に導通するので、インダクタンス３４は急速に消散する。こうして、可動アーマチャ１６はソレノイド１４の磁気吸引から急速に解放され、これによって吐出機１２が直ちに閉止される。
【００３０】
ガン・ドライバー１０の上述の動作説明は、図２及び図３に表されている。図２は電圧波形１００を示したものでこの電圧波形１００の部分１０２、１０４、１０６は吐出機１２に印加される各段階の電圧を表す。また、図３は上述の電圧波形に対応する電流波形１１０を示したもので、この電流波形１１０の部分１１２、１１４、１１６は夫々、引込電流と、保持電流と、消散電流とを表わしている。部分１０２と対応の部分１１２は、両スイッチＩＧＢＴ５４、７２がオンに反転されてアーマチャ１６をオリフィス３０から引き離して開位置へもたらす為に必要な電流レベルを作る場合を例示している。これらの部分１０２、１１２の時には、スイッチＩＧＢＴ５４は、コンピュータ４０が引込階段の終了を決定する時までの所定時間、オン・オフ変調される。部分１０４と対応の部分１１４は、スイッチＩＧＢＴ７２がオン状態でかつスイッチＩＧＢＴ５４が所定時間だけターンオフされその後にオン・オフ変調されて、引込電流よりも小さい値の保持電流を維持し吐出機１２を開位置に保持する場合を例示している。部分１０６と対応の部分１１６は、両スイッチＩＧＢＴ５４、７２がターンオフされソレノイド１４を急速に消磁してアーマチャ１６によってオリフィス３０を閉止する場合を例示している。
【００３１】
再び図１に戻って、電力回路１３の別の特長は、ゲート・ドライバー５２、７６の接地事故及び短絡検出器に関するものである。抵抗器５６は検出ライン６０を介してゲート・ドライバー及び障害検出器５２に接続される。同様に、抵抗器７０は電流帰還信号７８をゲート・ドライバー及び障害検出器７６に送出する。接地事故又は短絡がいずれかの抵抗器５６又は７０によって検出されると、適宜の信号が夫々のゲート・ドライバーに送られ、電力回路１３の動作を停止させる。また、ゲート・ドライバー５２、７６は適宜の信号をコンピュータ４０に送り、これによりコンピュータ４０は、入出力装置４２にエラー・メッセージを表示する。
【００３２】
電気ガン・ドライバー１０の動作の説明から明らかなように、電気ガン・ドライバー１０は従来の電気ガン・ドライバーの問題を解決する。特に、電気ガン・ドライバー１０によると、急速引込電流と、調整された保持電流と、これまで知られていなかったソレノイド１４の消磁方法とが得られる。更に、電力回路１３によると、電力回路１３内の抵抗器５６、７０からの検知信号を受けるゲート・ドライバー５２、７６を使用することによって、接地事故及び短絡検出方法が得られる。
【００３３】
本発明の更に別の利点は、ヒステリシス・バンド変調器４６が吐出機１２の閉ループ制御を行う点である。これによって、１２０ｖＡＣ又は２４０ｖＡＣ又はそれらの間の任意の電圧値に対してソレノイドを使用することができる。換言すると、コンピュータが帰還電流４８内に原因不明の変化を検知すると、可変抵抗器９２が、吐出機１２の開閉サイクルを所望の状態に保つために、調整される。
【００３４】
こうして、本発明の目的は上述された構成によって充足される。当業者には明らかなように、本発明は、広範囲の入力電圧に対して実施でき、多数のソレノイドを使用することができる。
【００３５】
以上においては好適実施例を詳細に説明したが、本発明はそれらの好適実施例に限定されるものではない。最終ユーザの種々の要求を満たす為に、本発明の構成に類似のものを使用することもできる。従って、本発明の範囲の認定は添付の特許請求の範囲を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気ガン・ドライバー回路を示した概略図。
【図２】吐出装置に印加される電圧値を示した波形図。
【図３】吐出装置に印加される電流値を示した波形図。
【符号の説明】
１０  電気ガン・ドライバー
１１  制御回路
１３  電力回路
１４  ソレノイド
１８  スイッチ・モード電力供給部
１９  線間電圧
【図１】
0003615321.tif 000002
【図２】
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【図３】
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