(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルに通電する為の電源と、
上記励磁コイルを通電制御する為の制御信号を入力する制御信号入力部と、
上記入力した制御信号に基づいて上記励磁コイルに通電する通電制御手段とを備えた励磁コイルの駆動回路において、
上記制御信号の入力によって上記電源の正極側の電位より高い電位を生成する昇圧手段を備え、
上記励磁コイルの片側を電源の正極側に接続し、他方には上記昇圧生成した電圧を印加することで励磁電流を流すとともに、
上記制御信号として発振パルス信号を入力し、上記通電制御手段には、上記パルス信号がハイレベルの時にコンデンサに充電し、ロ−レベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第１通電制御回路と、
上記パルス信号がロ−レベルの時にコンデンサに充電し、ハイレベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第２通電制御回路とを備えたことを特徴とする励磁コイルの駆動回路。
【請求項２】
励磁コイルに通電する為の電源と、
上記励磁コイルを通電制御する為の制御信号を入力する制御信号入力部と、
上記入力した制御信号に基づいて上記励磁コイルに通電する通電制御手段とを備えた励磁コイルの駆動回路において、
上記制御信号の入力によって上記電源の負極側の電位より低い電位を生成する負電位生成手段を備え、
上記励磁コイルの片側を電源の負極側に接続し、他方には上記生成した負電圧を印加することで励磁電流を流すとともに、
上記制御信号として発振パルス信号を入力し、上記通電制御手段には、上記パルス信号がハイレベルの時にコンデンサに充電し、ロ−レベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第１通電制御回路と、
上記パルス信号がロ−レベルの時にコンデンサに充電し、ハイレベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第２通電制御回路とを備えたことを特徴とする励磁コイルの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、故障時に励磁コイルへの通電が継続して行われないようにした励磁コイルの駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ガス器具において、立消え等の異常が起きた場合には、ガス経路を閉じて生ガスが出たままになることを防止する電磁安全弁が設けられている。そこで、従来から知られている電磁安全弁の駆動回路について説明する。図９は、その一例として不完全燃焼防止機能付き湯沸器に用いられている電磁安全弁の駆動回路である。
【０００３】
この駆動回路は、電源として乾電池Ｅを備え、点火スイッチＳを介して電源Ｅに対してそれぞれ並列に接続されるタイマ−回路（Ｔ１〜Ｔ４）が設けられる。また、これらタイマ−回路によりそれぞれ電磁安全弁Ｍｇの励磁コイルＬ１を通電制御するトランジスタ（Ｑ１〜Ｑ５）を備える。ここで、トランジスタＱ１、トランジスタＱ２、及びトランジスタＱ３とＱ４からなる定電流スイッチング回路Ｇは並列に接続され、これらに対してトランジスタＱ５が直列に接続されている。電磁安全弁Ｍｇは２組の励磁コイルＬ１，Ｌ２を備え、励磁コイルＬ２には、バ−ナ火炎により熱起電力を発生する１次熱電対と、フィン閉塞時に高温排気によって熱せられて逆熱起電力を発生する２次熱電対（以後、１次ＴＣ，２次ＴＣと呼ぶ）とが直列に接続されている。
【０００４】
点火スイッチＳをＯＮすると、各タイマ−回路が同時にその動作を開始し、各タイマ−回路の出力はＬｏ（ロ−レベル）となる。また、それらに接続されたトランジスタ（Ｑ１〜Ｑ５）のベ−スには、各タイマ−回路の出力が接続されている為、各トランジスタにはベ−ス電流が流れてＯＮの状態となる。
そして、タイマ−時間の短いタイマ−回路（ここでは、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４という順になっている）から順番に出力がＬｏ→Ｈｉ（ハイレベル）へと変化する。これに伴い、各トランジスタのベ−スへＨｉ信号が入力されて各トランジスタは、Ｑ１→Ｑ２→Ｑ３及びＱ４→Ｑ５の順にＯＮ→ＯＦＦ状態へと変化する。
従って、電磁安全弁Ｍｇの励磁コイルＬ１を流れる励磁電流は、時間と共に段階的に切り換わり、タイマ−回路Ｔ３のタイマ−時間終了と共に定電流スイッチング回路Ｇに流れる電流値が０となる為、励磁コイルＬを流れる励磁電流の値も０となる。ここで、トランジスタＱ５及びタイマ−回路Ｔ４は、トランジスタＱ１〜Ｑ４のＯＮ故障及びタイマ−回路Ｔ１〜Ｔ３の出力がＯＮ故障した場合の冗長構造となっている。例えば、タイマ−回路Ｔ２の出力がＬｏに保持されてしまった場合、トランジスタＱ２もＯＮ状態を維持してしまうが、タイマ−回路４は設定されたタイマ−時間になるとＨｉの信号を出力してトランジスタＱ５をＯＦＦさせる為、電磁安全弁Ｍｇの励磁コイルＬ１への通電を停止させることができる。尚、電磁安全弁Ｍｇの励磁コイルＬ１への通電量を数段階に変化させるのは、電源である乾電池Ｅから各タイマ−回路の駆動時間毎に電磁安全弁Ｍｇの弁体を吸着保持する為に必要な大きさの電流値にあわせることによって電源の寿命をより長くする為である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の回路ではトランジスタＱ１〜Ｑ４のＯＮ故障、又はタイマ−回路Ｔ１〜Ｔ３の出力故障があった場合には、通常と同様に電磁安全弁Ｍｇの弁体が吸着・開弁したままの状態となってしまう為、故障したことが器具の動作上判別できない。この状態でトランジスタＱ５、又はタイマ−回路Ｔ４の出力の短絡故障、つまり出力がＬｏのみとなる故障が重なった場合、励磁電流はタイマ−時間に関係なく流れ続けることとなる。更に、この状態で着火ミスが起こった場合、生ガスの放出が止まらない状況となる。
【０００６】
また、上記電磁安全弁駆動回路の冗長構造の一例として、特公平７−１３５３４号に示されている技術がある。これに示されている回路は、電磁安全弁の励磁コイルに２個のスイッチング素子を直列に接続した冗長構造とし、更に故障検出回路をスイッチング素子毎に別途設けて安全性を向上させている。つまり、各故障検出回路の検出信号によりどちらか一方のスイッチング素子に異常が発生すると、他方のスイッチング素子をＯＦＦの状態にして電磁安全弁の励磁コイルに励磁電流を流さない構成としたものである。しかし、この場合においても、スイッチング素子の短絡故障等の故障よりも先に故障検出回路が故障した場合には、その短絡故障の検出が行われない為、電磁安全弁の励磁コイルに励磁電流が継続して流れたままの状態となり、安全性が確保されない。また、この回路では部品点数が多くなることから、コストアップになってしまう。
本発明の励磁コイルの駆動回路は上記課題を解決し、確実に回路故障時には励磁コイルへの通電が継続して行われないようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の励磁コイルの駆動回路は、
励磁コイルに通電する為の電源と、
上記励磁コイルを通電制御する為の制御信号を入力する制御信号入力部と、
上記入力した制御信号に基づいて上記励磁コイルに通電する通電制御手段とを備えた励磁コイルの駆動回路において、
上記制御信号の入力によって上記電源の正極側の電位より高い電位を生成する昇圧手段を備え、
上記励磁コイルの片側を電源の正極側に接続し、他方には上記昇圧生成した電圧を印加することで励磁電流を流すとともに、
上記制御信号として発振パルス信号を入力し、上記通電制御手段には、上記パルス信号がハイレベルの時にコンデンサに充電し、ロ−レベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第１通電制御回路と、
上記パルス信号がロ−レベルの時にコンデンサに充電し、ハイレベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第２通電制御回路とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
本発明の請求項２記載の励磁コイルの駆動回路は、
励磁コイルに通電する為の電源と、
上記励磁コイルを通電制御する為の制御信号を入力する制御信号入力部と、
上記入力した制御信号に基づいて上記励磁コイルに通電する通電制御手段とを備えた励磁コイルの駆動回路において、
上記制御信号の入力によって上記電源の負極側の電位より低い電位を生成する負電位生成手段を備え、
上記励磁コイルの片側を電源の負極側に接続し、他方には上記生成した負電圧を印加することで励磁電流を流すとともに、
上記制御信号として発振パルス信号を入力し、上記通電制御手段には、上記パルス信号がハイレベルの時にコンデンサに充電し、ロ−レベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第１通電制御回路と、
上記パルス信号がロ−レベルの時にコンデンサに充電し、ハイレベルの時に上記コンデンサの電荷を励磁コイルに放電する第２通電制御回路とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
【作用】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の励磁コイルの駆動回路は、制御信号入力部に入力された制御信号によって電源の正極側より高い電位を持つ電圧を昇圧生成し、励磁コイルの両端にそれぞれ電源電圧の正極側と昇圧生成した電圧を接続，印加することで励磁コイルに励磁電流を流すようになっている。つまり、励磁コイルの駆動回路内で故障が生じた場合、上記電源の正側より高い電位を持つ電圧を励磁コイルの駆動回路内にて昇圧生成することができない為、励磁コイルへの通電が停止する。
更に、制御信号入力部に入力される制御信号が発振パルス信号の時のみ励磁コイルを駆動するようになっている。制御信号入力部にハイレベルのパルス信号が入力されると、第１通電制御回路内のコンデンサが充電され、第２通電制御回路内のコンデンサは貯まった電荷を励磁コイルに放電する。また逆に、制御信号入力部にロ−レベルのパルス信号が入力されると、第１通電制御回路内のコンデンサは貯まった電荷を励磁コイルに放電し、第２通電制御回路内のコンデンサは充電される。従って、パルス信号が連続して入力されている限り励磁コイルの通電制御は行われ続ける。ここで、励磁コイルの駆動回路内にて故障が起きた時は、第１，第２通電制御回路間にて充・放電の動作が繰り返されなくなる為、励磁コイルの通電は停止する。また、制御信号の出力側に異常が発生して制御信号入力部への入力信号が発振パルス信号でなくなった場合にも、上記動作が正常に行われない為に励磁コイルへの通電は停止する。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の励磁コイルの駆動回路では、制御信号入力部に入力された制御信号によって電源の負極側より低い電位を持つ負電圧を生成し、励磁コイルの片側を上記電源の負極側に接続し、他方に上記生成した電源負極より低い電位の負電圧を印加することで回路に励磁電流を流して駆動するようになっている。つまり、請求項１記載の励磁コイルの駆動回路と同様、励磁コイルの駆動回路内で故障が生じた場合、この回路内で上記電源負極より低い電位の負電圧を生成できない為、励磁コイルへの通電が停止する。
更に、制御信号入力部に入力される制御信号が発振パルス信号の時のみ励磁コイルを駆動するようになっている。制御信号入力部にハイレベルのパルス信号が入力されると、第１通電制御回路内のコンデンサが充電され、第２通電制御回路内のコンデンサは貯まった電荷を励磁コイルに放電する。また逆に、制御信号入力部にロ−レベルのパルス信号が入力されると、第１通電制御回路内のコンデンサは貯まった電荷を励磁コイルに放電し、第２通電制御回路内のコンデンサは充電される。従って、パルス信号が連続して入力されている限り励磁コイルの通電制御は行われ続ける。ここで、励磁コイルの駆動回路内にて故障が起きた時は、第１，第２通電制御回路間にて充・放電の動作が繰り返されなくなる為、励磁コイルの通電は停止する。また、制御信号の出力側に異常が発生して制御信号入力部への入力信号が発振パルス信号でなくなった場合にも、上記動作が正常に行われない為に励磁コイルへの通電は停止する。
【００１３】
【実施例】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の励磁コイルの駆動回路の好適な実施例について説明する。
【００１４】
図１は本発明の励磁コイルの駆動回路が用いられる一実施例としてのガス湯沸器の概略図である。まず、これを用いて器具の構成について説明する。
ガス湯沸器正面には操作ボタン５３が設けられ、それと連動するように点火スイッチ５５，ガスの供給路を開閉する器具栓５４及び水の供給路を開閉する水栓５６が設置されている。
水入口からの流水経路には、水圧応動装置５７が設けられる。また、その水圧応動装置５７には図面上の左右方向に移動自在なダイアフラム６６が設けられ、このダイアフラム６６で仕切るようにして一次室６７と二次室６８が形成されている。
ダイアフラム６６には変位を伝えるスピンドル６５が当接して設けられ、このスピンドル６５の途中に水圧応動弁５８、及び先端には開弁装置７１が設けられている。この水圧応動弁５８はバネ６９でガス流路の下流方向に閉弁するように付勢され、通水されることによってダイアフラム６６の変位力がこのバネ力に打ち勝ってガス流路を開く。また、開弁装置７１は、スピンドル６５によって伝えられた変位力によって電磁安全弁１７の押動開弁を行う装置である。
また、バ−ナ７０には放電によりガスへ着火するイグナイタ６３が設けられ、燃焼コントロ−ラ５９と電気的に接続され、点火・消火等の所定の制御が行われる。
【００１５】
次に、ガス湯沸器の作動について簡単に説明する。
点火動作時に、通水による水圧応動装置５７の働きによってスピンドル６５が変位し、各弁の開弁が以下のように順次行われる。尚、開弁装置７１、水圧応動弁５８等のガス流路開閉機構についての詳細は、実開平４−１７８９と同じであり、本発明とは直接関係するものではないので省略する。
まず、スピンドル６５の先端に設けられた開弁装置７１が電磁安全弁１７を押し始める。開弁装置７１が電磁安全弁１７を応動開弁している位置では、スピンドル６５はまだ水圧応動弁５８を開弁しない関係に設定してある。電磁安全弁１７を開弁して押し付けた後（開弁完了後）、開弁装置５８はその変位力によりスピンドル６５との係合が解かれてスピンドル６５上を摺動して戻り、押動を解除する。
この時、電磁安全弁１７は、後述する電磁安全弁駆動回路８によって生成される電圧によって励磁電流が励磁コイル１４に流されることにより吸着開弁状態を維持し、開弁装置７１の後退により閉弁可能状態となる。そして、更にスピンドル６５が前進して水圧応動弁５８が開き始める。水圧応動弁５８が開弁すると、ガスはバ−ナ７０に達してイグナイタ６３の放電により着火されてバ−ナ７０は燃焼を開始する。
【００１６】
また、消火動作時には、止水によって水圧応動装置５７が変位力を失い、スピンドル６５はバネ６９によって最初の停止位置まで戻る。その消火時のスピンドル６５の後退によって、まず水圧応動弁５８が閉弁し、更にスピンドル６５が後退して停止位置に近づくと開弁装置７１はスピンドル６５と係合して停止位置に至る。
【００１７】
次に、上記ガス湯沸器のシステム作動フロ−について図２，３を用いて簡単に説明する。
まず出湯の場合、ステップ１にて操作ボタン５３が押されると、ステップ２にて点火スイッチ５５がＯＮ状態となり、器具栓５４が開弁されると共に、水栓５６が開弁されて通水が開始されるという一連の操作が行われる。この操作の後、先に記述したようにステップ２にてスピンドル６５が変位することによってステップ３にてスピンドル６５に設けられた２個の水流スイッチの内の第１水流スイッチ５１が位置検出してＯＮ状態となる。次に、第１水流スイッチ５１のＯＮ状態を確認した後、ステップ４にて電源電圧Ｅが２．０Ｖ以上あるか否かの判定が行われ、２．０Ｖ以上無ければステップ５にて電池交換ランプ（図示略）を点灯させてユ−ザ−に電池の交換を促す。また、電源電圧Ｅが２．０Ｖ以上あればステップ６にて電磁安全弁１７の励磁コイル１４に通電（電流値はＩａ）すると共に、イグナイタ６３を作動させる。この時、電磁安全弁１７はスピンドル６５により開弁されており、励磁コイル１４に通電されることによって開弁保持する。
【００１８】
次に、ステップ７にてステップ６の点火動作からｔ１秒以内（本実施例では、ｔ１＝２とする）に第２水流スイッチ５２がＯＮ状態となったか否かを判定し、ＯＦＦ状態であればスピンドル６５が途中で移動せずに停止する等の故障と判断してステップ１２にて電磁安全弁１７への通電を停止する。また、ＯＮ状態であれば水圧応動弁５８は開弁状態にあり、励磁コイル１４へ通電される電流値をＩｂに切り替える。そして、イグナイタ６３によってバ−ナ７０に着火する。
また、水圧応動弁５８が開弁してからｔ２秒後（本実施例では、ｔ２＝６とする）にステップ９にてイグナイタ６３の点火動作をＯＦＦにして、電磁安全弁１７の励磁コイル１４を流れる電流値をＩｃに切り替える。ここで、各電流値の関係はＩａ＞Ｉｂ＞Ｉｃである。
【００１９】
次に、ステップ１０にて安全装置（図示略）により異常が検出されているか否かを確認し、異常が検出されている時、すなわちステップ１１にて不完全燃焼防止装置（図示略）の作動、又は温度ヒュ−ズ（図示略）の溶断となった場合には本ル−チンを終了する。
正常に出湯制御されている場合には、所定時間の間、励磁コイル１４へ電磁安全弁駆動回路８によって通電した後、通電を停止して熱電対１１，１２の熱起電力による通電にて電磁安全弁１７の開弁状態を保持すると共に、常に、安全装置の作動を確認する。
【００２０】
出湯停止の場合、図３に示すようにステップ２１にて操作ボタン５３が押されて点火スイッチ５５がＯＦＦ状態に切り替わるとステップ２２にて器具栓５４と水栓５６の弁が同時に閉弁してスピンドル６５が点火前の位置に戻り、ステップ２３にて水圧応動弁５８が閉弁してステップ２４，２５にて水流スイッチ５１，５２が第２，第１の順にＯＦＦ状態となる。その後、熱電対１１，１２の合成熱起電力が低下し、電磁安全弁１７の吸着が解け、ステップ２６にて電磁安全弁１７を閉弁して本ル−チンは終了する。
【００２１】
次に、燃焼コントロ−ラ５９内の回路構成について、図４のブロック図を用いて説明する。尚、その具体的な回路構成図を図７に示す。
燃焼コントロ−ラ５９において電磁安全弁１７の駆動に係る回路構成は、クロック回路１，電圧監視回路２，ＬＥＤ駆動回路３，タイマ−回路４，イグナイタ−回路５（以後、省略の為ＩＧ回路と呼ぶ。），イグナイタ−論理回路６（以後、省略の為ＩＧ論理回路と呼ぶ），タイマ−故障検出回路７，電磁安全弁駆動回路８，故障検出回路９，安全タイマ−回路１０で構成されている。
【００２２】
クロック回路１は、マルチバイブレ−タＩＣによって構成され、ハイレベル出力とロ−レベル出力とを交互に繰り返す発振パルス信号（以後、単にパルス信号と呼ぶ）を生成し、電圧監視回路２へ出力する。この時、このパルス信号の波高値は電源電圧ＶＤＤと同値とする。
【００２３】
電圧監視回路２では、電圧監視ＩＣ２１により駆動用乾電池Ｅの電源電圧ＶＤＤが所定電圧値（本実施例では、２．０Ｖとする）以上であれば、この回路からの出力はパルス信号となり、逆に所定電圧値以下であれば、この電圧監視回路２からの出力はロ−レベル信号（以後、Ｌｏと呼ぶ。また、ハイレベル信号をＨｉと呼ぶ。）となるように構成されている。そして、この信号はＬＥＤ駆動回路３、タイマ−回路４、及び安全タイマ−回路１０に出力される。
【００２４】
また、ＬＥＤ駆動回路３では、上記電圧監視回路２からの入力がパルス信号であれば、ＬＥＤ３１には通電されず、逆に、入力がＬｏ信号（正確にはパルス信号の任意周期分の信号が全てＬｏ）が継続する場合には、ＬＥＤ３１に通電し、点灯させて電圧が低くなっていることをユ−ザ−に知らせる。
【００２５】
タイマ−回路４はリップルカウンタ−ＩＣによって構成され、電圧監視回路２から出力された連続したパルス信号が入力される。ＩＧ回路５はこれらの信号によってＯＮ／ＯＦＦの動作を行っている。また、タイマ−回路４からは励磁コイル１４に通電する励磁電流の電流値（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ）を切り替える通電時間を決定する信号が出力されている。図７の実施例では、第１タイマ−回路４ａにより励磁電流Ｉａの通電期間が設定され、最大で２秒後に第２タイマ−回路４ｂによって励磁コイル１４への通電期間（励磁電流Ｉｂ）が６秒に設定され、その後、第３タイマ−回路４ｃによって励磁コイル１４への通電期間（励磁電流Ｉｃ）が１２秒に設定される。
【００２６】
また、ＩＧ回路５ではＩＧ論理回路６からイグナイタ６３のＯＮ禁止信号が出力されている時はイグナイタ６３をＯＦＦする構成となっている。ここで、ＩＧ論理回路６がイグナイタ６３のＯＮ禁止と判断する条件は以下に挙げる３つの場合である。
１．ＬＥＤ３１が点灯、つまり上記電圧監視回路２内の電圧監視ＩＣ２１によってパルス信号の波高値が電源電圧ＶＤＤ以下と判断された場合
２．操作ボタン５３が停止位置の場合
３．第１水流スイッチ５１及び第２水流スイッチ５２がＯＮの状態から，第２水流スイッチ５２がＯＦＦの状態となった場合
【００２７】
更に、上記タイマ−回路４から出力された連続したパルス信号はタイマ−論理回路４０及びタイマ−故障検出回路７を経て電磁安全弁駆動回路８に入力される。本実施例では、上記電磁安全弁駆動回路８は３つの回路８ａ，８ｂ，８ｃにより構成される。これは、電磁安全弁１７の励磁コイル１４へ通電される電流値を３段階に切り替える方法として１段１回路の構成を取っている為であるが、ここで電流値が１段目Ｉａから２段目Ｉｂに切り替わった時には、１段目Ｉａを動かすパルス信号の出力は停止するようになっている。しかし、ここで１段目Ｉａから２段目Ｉｂの電流値に切り替わる時間になっても１段目Ｉａを動かすパルス信号が出力されていた場合には、電流値は更に大きくなることとなる。故に、これを防止する為に２段目Ｉｂのパルス信号が出力されている間に１段目Ｉａを作動させるパルス信号が出力されている場合には、１段目Ｉａと２段目Ｉｂのパルス信号の論理を反転させることにより、互いのパルス信号を打ち消し合い、電磁安全弁駆動回路８にはＬｏ信号が入力されるようにして電磁安全弁１７の励磁コイル１４には通電がされないような構成になっている。また、３段目の電流値Ｉｃに切り替わるタイミングにおいても同様の構成になっている。
【００２８】
次に、上記タイマ−故障検出回路７より出力されたパルス信号により、電磁安全弁駆動回路８は電源電圧ＶＤＤより高い電位の電圧を昇圧生成する。そして、電磁安全弁１７の励磁コイル１４の片側にこの昇圧生成した電圧及び他方に電源電圧ＶＤＤを印加することによりこの回路を駆動させる。
【００２９】
また、電磁安全弁駆動回路８ｃを流れる励磁電流Ｉｃを電圧に対して定電流化している回路内の定電流素子（ＦＥＴ）８１が短絡故障した場合は、当然電流値は増大してしまう。従って、短絡が故障検出回路９にて検出された場合には、励磁コイル１４の両端をスイッチング素子でクランプ（短絡）して、励磁コイル１４に励磁電流を流さない構成になっている。
【００３０】
また、安全タイマ−回路１０は、上記クロック回路１により生成されたパルス信号を利用してＦＥＴ等のスイッチング素子の入力端子に並列に接続したコンデンサに、徐々に電荷が溜まるようにすることで、上記タイマ−回路４とは独立したタイマ−回路を構成している。この安全タイマ−回路１０では、タイムアップすると励磁コイル１４をクランプ（短絡）するなどの動作を行う。
【００３１】
次に、電磁安全弁１７の駆動回路について、その１段目の駆動回路８ａを例にとって図５を用いて詳細に説明する。また、全体の回路図については図７に示す。
上記駆動回路８ａは、励磁コイル１４に通電する為の２つの回路、第１通電制御回路Ａ及び第２通電制御回路Ｂを備えている。
第１通電制御回路Ａでは、電源Ｅに対してダイオ−ドＤ１，コンデンサＣ１，スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ２が直列に接続され、コンデンサＣ１，ダイオ−ドＤ１に対してスイッチング素子（トランジスタ）Ｑ１が並列に接続されている。また、電源の正極はボディア−スされる。タイマ−故障検出回路７ａから出力された制御信号（パルス信号）は入力部から抵抗Ｒ２を介してスイッチング素子Ｑ１のベ−ス及びスイッチング素子Ｑ２のゲ−トに各々入力される。ダイオ−ドＤ１とコンデンサＣ１との間からコイル励磁用の出力が分岐され、ダイオ−ドＤ２と抵抗Ｒ５を介して励磁コイル１４に接続される。また、励磁コイル１４の他端はボディア−スされる為、上記電源の正極と同電位となっている。
【００３２】
また、第２通電制御回路Ｂでは、電源Ｅに対してダイオ−ドＤ３，コンデンサＣ２，スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ５が直列に接続され、コンデンサＣ２，ダイオ−ドＤ３に対してスイッチング素子（トランジスタ）Ｑ４が並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ４のベ−スはスイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ３を介して電源負極に接続されている。そして、タイマ−故障検出回路７ａから出力された制御信号は入力部からスイッチング素子Ｑ３のゲ−トに入力される。また、スイッチング素子Ｑ５のゲ−トはスイッチング素子Ｑ３のドレインと接続される。ダイオ−ドＤ３とコンデンサＣ２との間からコイル励磁用の出力が分岐され、ダイオ−ドＤ４と抵抗Ｒ６を介して励磁コイル１４に接続される。ここで、電源Ｅの電圧は３．０Ｖとする。
【００３３】
次に、上記構成の電磁安全弁駆動回路８の作動について詳細に説明する。
この電磁安全弁駆動回路８は、パルス信号の入力があると、次の動作を行う。まず入力がＨｉの場合、第１通電制御回路Ａでは、スイッチング素子Ｑ１にはベ−ス電流が流れない為にＯＦＦ状態にあり、逆にスイッチング素子Ｑ２はゲ−ト・ソ−スに電圧が印加される為にＯＮ状態となる。その結果、コンデンサＣ１は、ダイオ−ドＤ１，スイッチング素子Ｑ２を介して電源Ｅに接続される為、電荷が急速に充電され、コンデンサＣ１の両端電圧は約３．０Ｖとなる。この状態から制御信号が反転してＬｏとなると、スイッチング素子Ｑ１はＯＮ，スイッチング素子Ｑ２はＯＦＦ状態になる。従って、図５中のダイオ−ドＤ１，コンデンサＣ１の両端が短絡される為、コンデンサＣ１の負極側が電源Ｅの正極と同電位、つまり３．０Ｖの電位となり、コンデンサＣ１の正極側の電位は約６．０Ｖとなる。そして、励磁コイル１４の片側がボディア−ス（電位は３．０Ｖ）されていることから、上記電位差より励磁コイル１４に励磁電流が流れることとなる。
【００３４】
また逆に、第２通電制御回路Ｂは、スイッチング素子Ｑ３によって第１通電制御回路Ａを論理反転した回路となる様に構成されている為、入力がＬｏの場合、スイッチング素子Ｑ４はＯＦＦ，同素子Ｑ５はＯＮ状態となる。その結果、コンデンサＣ２は、ダイオ−ドＤ３，スイッチング素子Ｑ５を介して電源Ｅに接続される為、電荷が急速に充電され、コンデンサＣ２の両端電圧は約３．０Ｖとなる。
この状態から制御信号がＨｉとなると、スイッチング素子Ｑ４がＯＮ状態、同素子Ｑ５はＯＦＦ状態になる。従って、ダイオ−ドＤ３，コンデンサＣ２の両端が短絡される為、コンデンサＣ２の負極側が３．０Ｖの電位となり、コンデンサＣ２の正極側の電位は約６．０Ｖとなる。そして、励磁コイル１４の片側がボディア−ス（電位は３．０Ｖ）されていることから、上記電位差より励磁コイル１４に励磁電流が流れることとなる。
【００３５】
ここで、入力信号Ｈｉ，Ｌｏが交互に切り替わるパルス信号が入力されることにより上記動作は起こる為、連続したパルス信号が入力されている限り電磁安全弁１７の励磁コイル１４には電流が流れ続ける。また、パルス信号のパルス幅を電磁安全弁１７の弁体が離脱するのに必要な時間以上と設定しておくことにより、仮に第１通電制御回路Ａ又は第２通電制御回路Ｂの何れか一方が故障した場合には、コンデンサの充電期間中に励磁コイル１４に通電されなくなり、電磁安全弁１７が確実に閉弁するので非常に安全である。また、タイマ−回路４からの制御信号がＨｉ又はＬｏのどちらか一方に固定されるなどの異常が発生しても、放電側の回路にあるコンデンサの電荷がなくなり次第、励磁コイル１４への通電は停止する。
【００３６】
以上説明したように本実施例の駆動回路によれば、電源正極の電位より高い電圧を昇圧生成して始めて励磁コイル１４に励磁電流が通電するようにしている為、回路内に故障を生じた場合には電源Ｅの正極側よりも高い電位まで昇圧生成できなくなり、励磁コイル１４には通電できず、確実に器具の動作を停止させ、安全を確保することができる。また、制御信号にパルス幅を電磁安全弁１７の弁体が離脱する為に必要な時間以上と設定した発振パルス信号を用いたことにより、タイマ−回路４にて故障が生じた場合には、放電側のコンデンサに貯まっていた電荷が０になれば励磁コイル１４の通電は停止して電磁安全弁１７は閉弁する。更に、駆動回路専用の故障検出部を設ける必要がない為、コストアップをせずに、安全性を向上することができる。
【００３７】
次に、第２実施例について図６の回路を用いて説明する。図６は電磁安全弁駆動回路８の１段目の駆動回路８ａを例にとった場合の回路図である。また、全体の回路図については図８に示す。
第２実施例の駆動回路を含む燃焼コントロ−ラ５９内の回路構成については先に説明した第１実施例の回路構成とほぼ同じであるが、第２実施例の駆動回路では、タイマ−故障検出回路７から出力されたパルス信号によって電源Ｅのグランドより低い電位を生成し、その負電圧及びグランドを励磁コイル１４の両端に接続・印加することにより回路を駆動させる。また、第１実施例の回路との相違点としては、第２実施例がマイナス接地であること、電磁安全弁１７の励磁電流はボディア−スから回路内へと流れ込む形となっていることの２点である。また、故障検出回路９は、この第２実施例においては省いてある。
【００３８】
まず、駆動回路の構成について簡単に説明する。
駆動回路は、第１実施例と同様に励磁コイル１４に通電する為の２つの回路、第１通電制御回路Ｅ及び第２通電制御回路Ｆを備えている。
第１通電制御回路Ｅでは、電源Ｅに対してダイオ−ドＤ２１，コンデンサＣ２１，スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ２１が直列に接続され、コンデンサＣ２１，ダイオ−ドＤ２１に対してスイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ２２が並列に接続されている。また、電源の負極はボディア−スされる。タイマ−故障検出回路７ａから出力された制御信号（パルス信号）は入力部からスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２のベ−スに入力される。ダイオ−ドＤ２１とコンデンサＣ２１との間からコイル励磁用の出力が分岐され、ダイオ−ドＤ２２と抵抗Ｒ２３を介して励磁コイル１４に接続される。また、励磁コイル１４の他端はボディア−スされる為、上記電源のグランドと同じ大きさの電位となる。
【００３９】
また、第２通電制御回路Ｆでは、電源Ｅに対してダイオ−ドＤ２３，コンデンサＣ２２，スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ２４が直列に接続され、コンデンサＣ２２，ダイオ−ドＤ２３に対してスイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ２５が並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ２５のベ−スはスイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ２３及び抵抗Ｒ２２を介して電源の両端に接続されている。第１通電制御回路Ｅと同様に、タイマ−故障検出回路７ａから出力された制御信号は入力部からスイッチング素子Ｑ２３のベ−スに入力される。ダイオ−ドＤ２３とコンデンサＣ２２との間からコイル励磁用の出力が分岐され、ダイオ−ドＤ２４と抵抗Ｒ２４を介して励磁コイル１４に接続される。ここで、電源Ｅの電圧は３．０Ｖとする。
【００４０】
次に、上記構成の電磁安全弁駆動回路８の作動について簡単に説明する。
この電磁安全弁駆動回路８は、パルス信号（ＬｏとＨｉが連続した信号）の入力があると、次の動作を行う。
第１通電制御回路Ｅでは、まず、入力がＬｏの場合、スイッチング素子Ｑ２１はＯＮ、同素子Ｑ２２はＯＦＦ状態となる。その結果、コンデンサＣ２１は、スイッチング素子Ｑ２１，ダイオ−ドＤ２１を介して電源Ｅに接続される為、電荷が急速に充電され、コンデンサＣ２１の両端電圧は３．０Ｖとなる。
この状態で制御信号が反転してＨｉの信号に変わると、スイッチング素子Ｑ２１はＯＦＦ，スイッチング素子Ｑ２２はＯＮ状態になる。従って、図６中のコンデンサＣ２１，ダイオ−ドＤ２１の両端が短絡される為、コンデンサＣ２１の正極が０Ｖの電位となり、コンデンサＣ２１の負極側が約−３．０Ｖの電位となる。そして、励磁コイル１４の片側がボディア−ス（電位は０Ｖ）されていることから、上記電位差より励磁コイル１４に励磁電流が通電されることとなる。
【００４１】
また逆に、第２通電制御回路Ｆは、スイッチング素子Ｑ２３によって第１通電制御回路Ｅを論理反転した回路となる様に構成されている為、入力がＨｉの場合、スイッチング素子Ｑ２３がＯＮ状態になる為、スイッチング素子Ｑ２４，Ｑ２５のゲ−トには、共にＬｏの信号が入力されるので、同素子Ｑ２４はＯＮ，同素子Ｑ２５はＯＦＦ状態となる。その結果、コンデンサＣ２２は、スイッチング素子Ｑ２４，ダイオ−ドＤ２３を介して電源Ｅに接続される為、電荷が急速に充電され、コンデンサＣ１の両端電圧は３．０Ｖとなる。
この状態で制御信号が反転してＬｏの信号に変わると、スイッチング素子Ｑ２３がＯＦＦ状態になる為、スイッチング素子Ｑ２４，Ｑ２５のベ−スには、共にＨｉの信号が入力されるので、同素子Ｑ２４はＯＦＦ、同素子Ｑ５はＯＮ状態になる。従って、図６中のコンデンサＣ２２，ダイオ−ドＤ２３の両端が短絡される為、コンデンサＣ２２の正極が０Ｖの電位となり、コンデンサＣ２２の負極側が約−３．０Ｖの電位となる。そして、励磁コイル１４の片側がボディア−ス（電位は０Ｖ）されていることから、上記電位差より励磁コイル１４に励磁電流が通電されることとなる。
【００４２】
ここで、入力信号Ｈｉ，Ｌｏが交互に切り替わるパルス信号が入力されることにより上記動作は起こる為、連続したパルス信号が入力されている限り電磁安全弁１７の励磁コイル１４には電流が流れ続ける。また、パルス信号のパルス幅を電磁安全弁１７の弁体が離脱するのに必要な時間以上と設定しておくことにより、仮に第１通電制御回路Ｅ又は第２通電制御回路Ｆの何れか一方が故障した場合には、コンデンサの充電期間中に励磁コイル１４に通電されなくなり、電磁安全弁１７が確実に閉弁するので非常に安全である。また、タイマ−回路４からの制御信号がＨｉ又はＬｏのどちらか一方に固定されるなどの異常が発生しても、放電側の回路にあるコンデンサの電荷がなくなり次第、励磁コイル１４への通電は停止する。
【００４３】
以上説明したように本実施例の駆動回路によれば、回路内に故障を生じた場合には、電源Ｅの負極側よりも低い電位を生成できない。その結果、励磁コイル１４には通電できず、確実に器具の動作を停止させ、安全を確保することができる。また、制御信号にパルス幅を電磁安全弁１７の弁体が離脱する為に必要な時間以上と設定した発振パルス信号を用いることにより、タイマ−回路４にて故障が生じた場合には、放電側のコンデンサに貯まっていた電荷が０になれば励磁コイル１４の通電は停止して電磁安全弁１７は閉弁する。更に、駆動回路専用の故障検出部を設ける必要がない為、コストアップをせずに、安全性を向上することができる。
【００４４】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、テ−ブルコンロの電磁安全弁の駆動回路にも適用できる。また、制御用のリレ−の励磁コイルの駆動回路に用いても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上記述したように本発明の励磁コイルの駆動回路によれば、回路自身が故障がした場合には、昇圧あるいは電源の負極側より低い負電位を生成できなくなるので、励磁コイルへの通電及び器具の動作を確実に停止させ、安全を確保する。更に、パルス信号によりコンデンサの充・放電を交互に行って励磁電流を流すので、制御信号がハイレベルの信号を継続するなどの異常時には充・放電が交互に行われなくなり、コンデンサが放電しきった時点で励磁コイルの通電は停止する。以上の結果、簡易な構成で器具の異常により励磁コイルへの通電を制御することができるので、使い勝手が良く、安全性が向上している。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例としてのガス湯沸器の概略構成図である。
【図２】一実施例としてのガス湯沸器の出湯制御ル−チンを表す。
【図３】一実施例としてのガス湯沸器の出湯停止制御ル−チンを表す。
【図４】一実施例としての全体の回路ブロックの概略図である。
【図５】第１実施例としての電磁安全弁の駆動回路図である。
【図６】第２実施例としての電磁安全弁の駆動回路図である。
【図７】第１実施例としての全体の回路構成図である。
【図８】第２実施例としての全体の回路構成図である。
【図９】従来技術における回路構成図である。
【符号の説明】
タイマ−回路・・・４          電磁安全弁の駆動回路・・・８
励磁コイル・・・１３，１４    電磁安全弁・・・１７
水流スイッチ・・・５１，５２    熱電対・・・１１，１２
燃焼コントロ−ラ・・・５９      イグナイタ・・・６３
【図１】
0003596787.tif 000002
【図２】
0003596787.tif 000003
【図３】
0003596787.tif 000004
【図４】
0003596787.tif 000005
【図５】
0003596787.tif 000006
【図６】
0003596787.tif 000007
【図７】
0003596787.tif 000008
【図８】
0003596787.tif 000009
【図９】
0003596787.tif 000010