(57)【要約】      （修正有）【課題】理化学用電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路において、簡略な構成の節電用の電磁弁制御回路によって、電磁弁に供給する電力の低減を図り、節電、つまり、省エネを実現するとともに、電磁弁の発熱による不具合をも解消し得る節電用の電磁弁制御回路を実現する。【解決手段】流体の流量を測定するために電磁弁２を開閉制御する電磁弁制御回路１において、電磁弁２と電圧を供給する電源３とを接続する電路４と、所定の通電時間後に電路４を遮断状態とするタイマリレー手段５と、タイマリレー手段５が動作して電路４が遮断状態となった際に電圧降下された電圧を電磁弁２に供給するスイッチング方式定電圧手段７と、スイッチング方式定電圧手段７近傍の電磁弁２側に設けた電圧逆流防止手段８と、電磁弁２に対してそれぞれ並列となるように設けたサージ電圧吸収手段９及びコンデンサ１０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流量を測定するために電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路において、前記電磁弁と電圧を供給する電源とを接続する電路と、所定の通電時間後に前記電路を遮断状態とするタイマリレー手段と、このタイマリレー手段が動作して前記電路が遮断状態となった際に前記タイマリレー手段を迂回する他の電路によって電圧降下された電圧を前記電磁弁に供給するスイッチング方式定電圧手段と、このスイッチング方式定電圧手段近傍の前記電磁弁側に設けた電圧逆流防止手段と、前記電磁弁に対してそれぞれ並列となるように設けたサージ電圧吸収手段及びコンデンサとを備えることを特徴とする節電用の電磁弁制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は節電用の電磁弁制御回路に係り、特に理化学用電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路において、電磁弁制御回路を簡略な構成とするとともに、簡略な構成とした電磁弁制御回路によって、電磁弁に供給する電力の低減を図り、節電、つまり、省エネを実現する一方、電磁弁の発熱による不具合の解消をも図る節電用の電磁弁制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、流体の流量を測定するために理化学用電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路がある。
この電磁弁制御回路においては、電磁弁の開閉制御時に、この電磁弁が、正確には電磁弁の電磁弁コイルが発熱するため、この電磁弁コイルの発熱によって惹起される不具合を解消する方策が望まれていた。
特に、流体の流量測定に際しては、前記電磁弁を密封容器内に収納した後に、この電磁弁を開閉制御する場合が多くみられるため、前記密封容器内での熱放散が良好にできず、流量を測定する流体への悪影響や電磁弁への悪影響が問題視されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７７８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の理化学用電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路において、上述した発熱による不具合を解消するために、以下の方法が実施されている。
（１）電磁弁制御回路内部に空調整備を設ける。
（２）前記電磁弁コイルの設計変更を行い、消費電力を小さくしてコイル発熱を少なくする。
（３）コンピュータ制御に類する装置を設ける。
しかし、上記「（１）」による方法においては、新たな空調設備が必要となり、構成が複雑化して大型化するとともに、経済的に不利であるという不都合がある。
また、上記「（２）」による方法においては、前記電磁弁コイルのコイル形状が大きくなってしまい、性能上、非効率的であるという不都合がある。
更に、上記「（３）」による方法においては、新たにコンピュータ制御に類する電磁弁制御回路を設ける必要があるため、より一層構成が複雑化する一方、コストが上昇してしまい、経済的に不利であるという不都合がある。
【０００５】
ここで、現在、実用汎用的に実施されている方策について説明する。
まず、第１番目の実施されている方策においては、図９に示す如く、電磁弁制御回路１０１に対して吸着用コイル１０２と起動用コイル１０３とを直列に接続した状態としている。
また、第２番目の実施されている方策においては、図１０に示す如く、電磁弁制御回路２０１に対して吸着用コイル２０２と起動用コイル２０３とを並列に接続した状態としている。
そして、上述した第１番目及び第２番目の実施されている方策において、吸着用コイルと起動用コイルとの２個のコイルは、同時に通電され、起動用コイルは数秒後に遮断されている。
この結果、仕様の異なる２種類のコイルを設計する必要があり、電磁石本体も複雑かつ大型化するため、構成が複雑化する一方、この構成の複雑化によって消費電力が増加してしまい、節電、つまり、省エネを図ることができないという不都合がある。
【０００６】
この発明の目的は、理化学用電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路において、簡略な構成の節電用の電磁弁制御回路によって、電磁弁に供給する電力の低減を図り、節電、つまり、省エネを実現するとともに、電磁弁の発熱による不具合をも解消し得る節電用の電磁弁制御回路を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、流体の流量を測定するために電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路において、前記電磁弁と電圧を供給する電源とを接続する電路と、所定の通電時間後に前記電路を遮断状態とするタイマリレー手段と、このタイマリレー手段が動作して前記電路が遮断状態となった際に前記タイマリレー手段を迂回する他の電路によって電圧降下された電圧を前記電磁弁に供給するスイッチング方式定電圧手段と、このスイッチング方式定電圧手段近傍の前記電磁弁側に設けた電圧逆流防止手段と、前記電磁弁に対してそれぞれ並列となるように設けたサージ電圧吸収手段及びコンデンサとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、流体の流量を測定するために電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路において、前記電磁弁と電圧を供給する電源とを接続する電路と、所定の通電時間後に前記電路を遮断状態とするタイマリレー手段と、このタイマリレー手段が動作して前記電路が遮断状態となった際に前記タイマリレー手段を迂回する他の電路によって電圧降下された電圧を前記電磁弁に供給するスイッチング方式定電圧手段と、このスイッチング方式定電圧手段近傍の前記電磁弁側に設けた電圧逆流防止手段と、前記電磁弁に対してそれぞれ並列となるように設けたサージ電圧吸収手段及びコンデンサとを備えている。
このため、理化学用として使用される電磁弁を開閉制御する電磁弁制御回路を簡略な構成とすることができ、製作コストを低廉に維持し得て、経済的に有利である。
また、前記タイマリレー手段が動作して前記電路が遮断状態となった際に、前記スイッチング方式定電圧手段によって電圧降下された電圧を前記電磁弁に供給することにより、簡略な構成の電磁弁制御回路によって、電磁弁の開放状態を維持しつつ、電磁弁に供給する電力の低減を図り、節電、つまり、省エネを図ることができ、節電用の電磁弁制御回路を実現し得る。
更に、所定の通電時間後に電圧降下された電圧が前記電磁弁に供給されることにより、電磁弁の発熱を最小限に抑えることができ、電磁弁の発熱による不具合をも解消し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は節電用の電磁弁制御回路の概略構成図である。（実施例１）
【図２】図２は節電用の電磁弁制御回路を電磁弁に接続した状態の説明図である。（実施例１）
【図３】図３は節電用の電磁弁制御回路を組み込んだ制御装置の概略図である。（実施例１）
【図４】図４は吸引力とストロークとの関係による電磁弁の吸引力特性を示す図である。（実施例１）
【図５】図５は節電用の電磁弁制御回路による電圧供給状態を示す図である。（実施例１）
【図６】図６において（ａ）及び（ｂ）はテストチャートを示す図である。（実施例１）
【図７】図７は節電用の電磁弁制御回路の概略構成図である。（実施例２）
【図８】図８は節電用の電磁弁制御回路による電圧供給状態を示す図である。（実施例３）
【図９】図９は吸着用コイルと起動用コイルとを直列に接続した状態の説明図である。
【図１０】図１０は吸着用コイルと起動用コイルとを並列に接続した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１〜図６はこの発明の第１実施例を示すものである。
図１及び図２において、１は節電用の電磁弁制御回路、２は電磁弁である。
【００１２】
そして、前記電磁弁制御回路１は、流体の流量を測定するために前記電磁弁２を開閉制御している。
この電磁弁２は、図４に示す如く、吸引力とストロークとの関係によって吸引力特性を開示することができる。
また、前記電磁弁２の電磁特性は、吸着面の吸着力が大きく電圧に対応する設計が可能なため、本発明においては更に有効となる。
【００１３】
また、前記電磁弁制御回路１は、前記電磁弁２と電圧（「入力電圧」とも換言できる。例えば、ＤＣ２４Ｖ）を供給する電源３とを接続する電路４と、所定の通電時間後に前記電路４を遮断状態とするタイマリレー手段５と、このタイマリレー手段５が動作して前記電路４が遮断状態となった際に前記タイマリレー手段５を迂回する他の電路６によって電圧降下された電圧（０％を越え、かつ、１００％未満の値、例えば、ＤＣ１５ＶやＤＣ１２Ｖ、ＤＣ９Ｖなど）を前記電磁弁２に供給するスイッチング方式定電圧手段７と、このスイッチング方式定電圧手段７近傍の前記電磁弁２側に設けた電圧逆流防止手段８と、前記電磁弁２に対してそれぞれ並列となるように設けたサージ電圧吸収手段９及びコンデンサ１０とを備えている。
このとき、前記電磁弁２への供給電力は、電圧の二乗に比例するため、１／２の電圧降下で消費電力は１／４となり、この消費電力の減少に伴って電磁弁２の発熱状態も約１／４程度となるものである。
【００１４】
詳述すれば、前記電源３は、図１に示す如く、プラス（＋）端子３−１とマイナス（−）端子３−２とからなる。
【００１５】
また、前記電路４は、図１に示す如く、プラス端子３−１と前記電磁弁２とを接続するプラス側電路４−１と、マイナス端子３−２と前記電磁弁２とを接続するマイナス側電路４−２とを有している。
【００１６】
前記タイマリレー手段５は、図１に示す如く、前記電磁弁２と並列となるように、プラス側電路４−１とマイナス側電路４−２とを接続する第１接続電路１１−１途中に配設したＣＲタイマ１２と、このＣＲタイマ１２に連絡するリレーコイル１３と、前記プラス側電路４−１途中に配設され、リレーコイル１３によってオン・オフされる常閉状態のＡ接点１４とからなる。
また、前記タイマリレー手段５は、閉鎖状態によって前記電源３からの高い電圧を前記ＣＲタイマ１２からの信号を利用して瞬間的な時間である所定の通電時間だけ前記電磁弁２に供給する（図５参照。）。
なお、瞬間的な時間である所定の通電時間としては、例えば、１／１０秒とすることが可能である。
そして、所定の通電時間が経過した後には、前記タイマリレー手段５の前記リレーコイル１３によって前記Ａ接点１４が開放状態となり、前記タイマリレー手段５が前記プラス側電路４−１を遮断する。
【００１７】
前記スイッチング方式定電圧手段７はスイッチング方式定電圧ＩＣからなる。
そして、前記スイッチング方式定電圧手段７は、図１に示す如く、前記タイマリレー手段５と並列となるように、前記プラス側電路４−１においてタイマリレー手段５を迂回して接続される前記他の電路６である第２接続電路１１−２途中に配置している。
なお、上述のスイッチング方式定電圧ＩＣにおいては、発熱がほとんどなく、放熱板などを必要としないため、回路構成が極めてコンパクトとなり、発熱による影響もないという著効を有している。
このとき、前記スイッチング方式定電圧手段７は、第３接続電路１１−３によって前記マイナス側電路４−２にも接続している。
そして、前記電源３からの高い電圧を所定の通電時間だけ前記電磁弁２に供給し、この電磁弁２を開放状態とする。
所定の通電時間が経過した後には、前記タイマリレー手段５が前記プラス側電路４−１を遮断するため、図５に示す如く、電圧降下された電圧を前記他の電路６である第２接続電路１１−２によって前記電磁弁２に供給する。
このとき、この電磁弁２に電圧降下された電圧を供給しても、高い電圧の状態の際の電磁弁２の開放状態を維持することができる。
なお、電圧を降下させる度合いに関しては、消費電力や前記電磁弁２の発熱量などを勘案して設定する。
【００１８】
前記電圧逆流防止手段８は電圧逆流防止用のダイオードからなる。
そして、前記電圧逆流防止手段８は、図１に示す如く、前記他の電路６である第２接続電路１１−２において前記スイッチング方式定電圧手段７よりも前記電磁弁２側に設けている。
【００１９】
前記サージ電圧吸収手段９はサージ電圧吸収用のダイオードからなる。
そして、前記サージ電圧吸収手段９は、図１に示す如く、前記電圧逆流防止手段８よりも前記電磁弁２側に位置する一方、この電磁弁２に対して並列となるように、第４接続電路１１−４の途中に配置する。
【００２０】
前記コンデンサ１０は、図１に示す如く、前記電圧逆流防止手段８よりも前記電磁弁２側、かつ、前記サージ電圧吸収手段９よりも前記電圧逆流防止手段８側に位置する一方、前記電磁弁２に対して並列となるように、第５接続電路１１−５の途中に配置する。
【００２１】
また、前記電磁弁制御回路１には、図１に示す如く、前記サージ電圧吸収手段９よりも前記電磁弁２側に位置する一方、この電磁弁２に対して並列となるように、第５接続電路１１−５の途中にＬＥＤ表示灯１５と抵抗１６とを直列に配置する。
なお、符号１７は、前記電源３のプラス端子３−１近傍に配置したヒューズである。
【００２２】
追記すれば、前記電磁弁制御回路１を、図３に示す如く、ユニット化することが可能である。
つまり、前記電磁弁制御回路１の箱状の本体Ｂ０１を設け、この本体Ｂ０１の下部に端子台Ｂ０２を配置する。
そして、この端子台Ｂ０２には、前記電源３のプラス端子３−１の接続する第１端子部Ｂ０３と、前記電源３のマイナス端子３−２の接続する第２端子部Ｂ０４と、前記電磁弁２の一側に連絡する第３端子部Ｂ０５と、前記電磁弁２の他側に連絡する第４端子部Ｂ０６とを設ける。
また、前記本体Ｂ０１の上部には前記ヒューズ１７を配置する。
更に、前記本体Ｂ０１の端子台Ｂ０２とヒューズ１７との間において、右側部位に前記前記タイマリレー手段５の前記ＣＲタイマ１２を配置し、このＣＲタイマ１２の左側部位には前記リレーコイル１３と前記Ａ接点１４とを上下に配置する。
そして、前記リレーコイル１３と前記Ａ接点１４との左側には、スイッチング方式定電圧ＩＣからなる前記スイッチング方式定電圧手段７を配置する。
このスイッチング方式定電圧手段７の下方には、上方部位から順次に、前記コンデンサ１０、サージ電圧吸収用のダイオードからなる前記サージ電圧吸収手段９、電圧逆流防止用のダイオードからなる前記電圧逆流防止手段８、前記ＬＥＤ表示灯１５、前記抵抗１６を配置する。
【００２３】
また、前記タイマリレー手段５が前記プラス側電路４−１を開放状態とし、前記電源３から前記電磁弁２に供給される高い電圧を遮断すると、瞬間的に逆起電力が発生する。
前記電磁弁制御回路１は、瞬時電圧降下システムを構成するものであって、回路構成において逆起電力を考慮している。
今回は、ＭＳＤコイル（ＤＣ２４Ｖ）によるダイオード追加を試みている。
このため、８３Ωと１８５Ωとのコイルを用いて、前記電磁弁制御回路１で駆動試験を行った。
この駆動試験においては、図６の（ａ）に開示したテストチャートから、「−１．１２Ｖ〜−０．７６Ｖ」となったことが理解できるため、電磁弁制御回路１が正常に駆動することを確認することができた。
従って、誘導負荷に対する影響を殆ど受けることがないため、前記電磁弁制御回路１の採用できるものと言える。
【００２４】
次に作用を説明する。
【００２５】
先ず、流体の流れる流体通路（図示せず）の途中に、常閉状態の前記電磁弁２を配置する。
その後、図１及び図２に示すように、前記電磁弁２に前記電磁弁制御回路１を接続する。
この電磁弁制御回路１を動作させると、前記タイマリレー手段５は、閉鎖状態によって前記電源３からの高い電圧を前記ＣＲタイマ１２からの信号を利用して瞬間的な時間である所定の通電時間だけ前記電磁弁２に供給する。
そして、前記電磁弁２を開放状態とする。
この電磁弁２の開放状態が継続して所定の通電時間が経過した後には、前記タイマリレー手段５の前記リレーコイル１３によって前記Ａ接点１４が開放状態とされ、前記タイマリレー手段５が前記プラス側電路４−１を遮断する。
また、前記タイマリレー手段５が前記プラス側電路４−１を遮断した際には、前記スイッチング方式定電圧手段７が電圧降下された電圧を前記他の電路６である第２接続電路１１−２によって前記電磁弁２に供給する。
このため、この電磁弁２への電圧が高い電圧から電圧降下された電圧に変化しても、前記電磁弁２の開放状態が維持される。
よって、所定の通電時間が経過した後の前記電磁弁２に供給される電力の低減を行っている。
【００２６】
これにより、理化学用として使用される前記電磁弁２を開閉制御する前記電磁弁制御回路１を簡略な構成とすることができ、製作コストを低廉に維持し得て、経済的に有利である。
また、前記タイマリレー手段５が動作して前記電路４が遮断状態となった際に、前記スイッチング方式定電圧手段７によって電圧降下された電圧を前記電磁弁２に供給することにより、簡略な構成の前記電磁弁制御回路１によって、電磁弁２の開放状態を維持しつつ、電磁弁２に供給する電力の低減を図り、節電、つまり、省エネを図ることができるため、節電用の電磁弁制御回路１を実現し得る。
更に、所定の通電時間後に電圧降下された電圧が前記電磁弁２に供給されることにより、電磁弁２の発熱を最小限に抑えることができ、電磁弁２の発熱による不具合をも解消し得る。
【実施例２】
【００２７】
図７はこの発明の第２実施例を示すものである。
この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
【００２８】
この第２実施例の特徴とするところは、電磁弁制御回路２１のコンデンサ２２の配置位置を変更した点にある。
【００２９】
すなわち、前記電磁弁制御回路２１に、図７に示す如く、前記電磁弁２や前記タイマリレー手段５、前記スイッチング方式定電圧手段７、前記電圧逆流防止手段８、前記サージ電圧吸収手段９を配置する。
そして、前記コンデンサ２２の配置位置を、前記スイッチング方式定電圧手段７と前記電圧逆流防止手段８との間に変更したものである。
【００３０】
なお、８３Ωと１８５Ωとのコイルを用いて、上述第１実施例の前記電磁弁制御回路１と同様に、この第２実施例の前記電磁弁制御回路２１でも駆動試験を行った。
この駆動試験においては、図６の（ｂ）に開示したテストチャートから、「−１．１２Ｖ〜−０．７６Ｖ」となったことが理解できるため、電磁弁制御回路２１でも正常に駆動することを確認することができた。
従って、誘導負荷に対する影響を殆ど受けることがないため、前記電磁弁制御回路２１も採用できるものと言える。
【００３１】
さすれば、理化学用として使用される前記電磁弁２を開閉制御する前記電磁弁制御回路２１を簡略な構成とすることができ、上述第１実施例の前記電磁弁制御回路１と同様に、製作コストを低廉に維持し得て、経済的に有利である。
また、前記タイマリレー手段５が動作して前記電路４が遮断状態となった際に、前記スイッチング方式定電圧手段７によって電圧降下された電圧を前記電磁弁２に供給することにより、上述第１実施例の前記電磁弁制御回路１と同様に、簡略な構成の前記電磁弁制御回路２１によって、電磁弁２の開放状態を維持しつつ、電磁弁２に供給する電力の低減を図り、節電、つまり、省エネを図ることができ、節電用の電磁弁制御回路２１を実現し得る。
更に、所定の通電時間後に電圧降下された電圧が前記電磁弁２に供給されることにより、上述第１実施例と同様に、電磁弁２の発熱を最小限に抑えることができ、電磁弁２の発熱による不具合をも解消し得る。
【実施例３】
【００３２】
図８はこの発明の第３実施例を示すものである。
【００３３】
この第３実施例の特徴とするところは、電圧降下された電圧を電磁弁に供給する際の供給状態を変更する構成とした点にある。
【００３４】
すなわち、上述した第１実施例においては、前記電磁弁制御回路を動作させ、前記電源からの高い電圧を瞬間的な時間である所定の通電時間だけ前記電磁弁に供給し、この所定の通電時間が経過した後には、電圧降下された電圧を前記電磁弁に供給している。
この電圧の供給状態に関して、この第３実施例においては、図８に示す如く、電圧降下と電圧復帰とを交互に複数回行う構成としたものである。
このとき、前記電源から高い電圧が供給される通電時間に関しては、総計が上述した瞬間的な時間である所定の通電時間と等しい状態、あるいは、増減した状態とすることも可能である。
また、上記の通電時間の長さや電圧復帰の回数に関しては、予め設定した通電時間の長さや電圧復帰の回数とする方策や、前記電磁弁制御回路に使用される各種部品の発熱状態などを検知し、検知した状況に応じて通電時間の長さや電圧復帰の回数を細かく調整する特別構成とすることも可能である。
【００３５】
さすれば、理化学用として使用される前記電磁弁を開閉制御する前記電磁弁制御回路を簡略な構成とすることができ、上述第１実施例の前記電磁弁制御回路と同様に、製作コストを低廉に維持し得て、経済的に有利である。
また、前記タイマリレー手段が動作して前記電路が遮断状態となった際に、前記スイッチング方式定電圧手段によって電圧降下された電圧を前記電磁弁に供給することにより、上述第１実施例の前記電磁弁制御回路と同様に、簡略な構成の前記電磁弁制御回路によって、電磁弁の開放状態を維持しつつ、電磁弁に供給する電力の低減を図り、節電、つまり、省エネを図ることができ、節電用の電磁弁制御回路を実現し得る。
更に、所定の通電時間後に電圧降下された電圧が前記電磁弁に供給されることにより、上述第１実施例と同様に、電磁弁の発熱を最小限に抑えることができ、電磁弁の発熱による不具合をも解消し得る。
しかも、電圧降下された電圧を前記電磁弁に供給する際の供給状態を変更する構成としたことにより、通電時間の長さや電圧復帰の回数を細かく調整することができ、前記電磁弁の動作や各種部品の発熱状態を適正な状態とすることが可能となり、汎用性の高い電磁弁制御回路を実現することが可能である。
【００３６】
なお、この発明は上述第１〜第３実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００３７】
例えば、この発明の第１及び第２実施例における電磁弁制御回路の構成においては、１例を開示するために、簡略な構成の部品配置としたが、各部品の個数や配置位置、機種の変更などを行い、コストの低廉化や各種部品の発熱状態の適正化を図り得る特別構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  節電用の電磁弁制御回路
２  電磁弁
３  電源
３−１  プラス（＋）端子
３−２  マイナス（−）端子
４  電路
４−１  プラス側電路
４−２  マイナス側電路
５  タイマリレー手段
６  他の電路
７  スイッチング方式定電圧手段
８  電圧逆流防止手段
９  サージ電圧吸収手段
１０  コンデンサ
１１−１  第１接続電路
１１−２  第２接続電路
１１−３  第３接続電路
１１−４  第４接続電路
１１−５  第５接続電路
１２  ＣＲタイマ
１３  リレーコイル
１４  Ａ接点
１５  ＬＥＤ表示灯
１６  抵抗
１７  ヒューズ
Ｂ０１  本体
Ｂ０２  端子台
Ｂ０３  第１端子部
Ｂ０４  第２端子部
Ｂ０５  第３端子部
Ｂ０６  第４端子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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