(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルを有する電磁弁を、直流電源から印加される電圧に基づいて駆動させる電磁弁駆動回路であって、
前記ソレノイドコイルと直列に前記直流電源に接続されて、前記直流電源から前記ソレノイドコイルへの電圧の印加をオンオフするスイッチング素子と、
前記ソレノイドコイルへの通電による温度上昇を想定し、前記ソレノイドコイルの温度上昇とその温度上昇に伴って変化する電流との関係を表す関係式を用いて、前記ソレノイドコイルの温度上昇の実測値とは関係なく前記ソレノイドコイルへ電流を流す際の電流設定値を設定する電流値設定手段と、
前記電流値設定手段により設定された電流設定値の電流を前記ソレノイドコイルに流すべく、前記スイッチング素子のオンオフをデューティ制御するスイッチ制御手段と、
を備えたことを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項２】
前記電流値設定手段は、
前記ソレノイドコイルへの通電前において基準となる温度である基準温度と、
前記ソレノイドコイルへの通電に伴って前記ソレノイドコイルが前記基準温度よりも温度上昇して飽和した温度であるコイル飽和温度と、
前記ソレノイドコイルが前記コイル飽和温度まで温度上昇した場合であっても、前記ソレノイドコイルに最低限必要となる電流値である最低必要電流値と、
に基づいて前記電流設定値を設定することを特徴とする請求項１に記載の電磁弁駆動回路。
【請求項３】
前記ソレノイドコイルの周囲の温度として想定される最高値である最高周囲温度をパラメータとし、
前記電流値設定手段は、前記最高周囲温度に、前記ソレノイドコイルへの通電によるコイル温度上昇値を加算して前記コイル飽和温度を算出することを特徴とする請求項２に記載の電磁弁駆動回路。
【請求項４】
前記ソレノイドコイルにおいて連続通電と比較した通電時間の割合を示す通電係数と、前記直流電源から前記ソレノイドコイルへ印加される電圧の所定時間あたりのオンオフ回数である動作頻度とをパラメータとし、
前記通電係数と前記動作頻度とに基づいて、前記コイル温度上昇値を補正する第１温度上昇値補正手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の電磁弁駆動回路。
【請求項５】
前記第１温度上昇値補正手段は、前記通電係数が大きいほど前記コイル温度上昇値を大きくし、前記動作頻度が高いほど前記コイル温度上昇値を小さくすることを特徴とする請求項４に記載の電磁弁駆動回路。
【請求項６】
前記電流値設定手段により設定される前記電流設定値が変更された場合に、その変更後の電流設定値と前記基準温度における前記ソレノイドコイルの抵抗値とに基づいて算出される前記ソレノイドコイルの消費電力に、前記ソレノイドコイルに固有の放熱係数を乗算して前記コイル温度上昇値を補正する第２温度上昇値補正手段を備えていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の電磁弁駆動回路。
【請求項７】
複数の電磁弁を有する電磁弁ユニットにおいて、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された電磁弁駆動回路を備え、前記電磁弁駆動回路により各電磁弁が駆動されることを特徴とする電磁弁ユニット。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された電磁弁駆動回路を備えた複数の電磁弁と、
外部機器につながる配線が接続される配線接続部を有し、前記直流電源から印加される電圧を各電磁弁に供給する配線ブロック回路を備えた配線ブロックと、
を備えた電磁弁ユニットであって、
前記電磁弁駆動回路におけるスイッチング素子及びスイッチ制御手段をそれぞれ第１スイッチング素子及び第１スイッチ制御手段とし、
前記配線ブロック回路は、
前記第１スイッチング素子と直列に前記直流電源に接続されて、前記直流電源から前記第１スイッチング素子への電圧の印加をそれぞれオンオフする第２スイッチング素子と、
前記複数の電磁弁の駆動段階を表す複数のステップと各ステップにおける前記各電磁弁が有するソレノイドコイルのオンオフ状態との関係を、動作パターン情報として設定する動作パターン設定手段と、
前記外部機器から前記配線接続部へ出力されたパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を検知した場合に、前記各ソレノイドコイルのオンオフ状態が前記動作パターン情報のステップを切り替えた後のオンオフ状態となるように、前記第２スイッチング素子のオンオフを制御する第２スイッチ制御手段と、
を備えた電磁弁ユニット。
【請求項９】
複数の電磁弁と、
外部機器につながる配線が接続される配線接続部を有し、前記直流電源から印加される電圧を各電磁弁に供給する配線ブロックと、
を備えた電磁弁ユニットであって、
前記配線ブロックが有する配線ブロック基板には、請求項１乃至６のいずれか１項に記載された電磁弁駆動回路が形成されており、
前記複数の電磁弁の駆動段階を表す複数のステップと、各ステップにおける前記各電磁弁が有するソレノイドコイルのオンオフ状態との関係を、動作パターン情報として設定する動作パターン設定手段を備えるとともに、
前記スイッチ制御手段は、前記外部機器から前記配線接続部へ出力されたパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を検知した場合に、前記各ソレノイドコイルのオンオフ状態が前記動作パターン情報のステップを切り替えた後のオンオフ状態となるように、前記スイッチング素子のオンオフを制御することを特徴とする電磁弁ユニット。
【請求項１０】
前記配線接続部には、前記スイッチ制御手段と接続され、前記スイッチ制御手段がパラメータを用いて前記スイッチング素子を制御する場合に、そのパラメータが入力されるパラメータ入力端子が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電磁弁ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁を駆動する電磁弁駆動回路、及びその電磁弁駆動回路を備えた電磁弁ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流路途中に設けられた電磁弁を駆動する電磁弁駆動回路として、トランジスタ等のスイッチング素子をディーティ制御して、電磁弁が有するソレノイドコイルに流す電流を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。このような電磁弁駆動回路を用いて電磁弁の駆動電流を制御する場合、電磁弁の周囲温度や、ソレノイドコイルへの通電継続といった使用状況により、ソレノイドコイルの温度が上昇する。この温度上昇に伴ってソレノイドコイルの抵抗値が増大するため、ソレノイドコイルに流れる電流値は減少することとなる。そこで、特許文献１に記載の電磁弁駆動回路では、最小限必要な電流よりも大きい電流を予め流すようにしたり、フィードバック制御を実施したりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３５９８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電磁弁駆動回路では、漠然と電流を大きく設定したり、フィードバック制御する上での最適な電流値を、ソレノイドコイルの励磁力やコイル巻数を用いて設定したりしているに過ぎない。このため、電流値の設定に際して、ソレノイドコイルの温度上昇に伴う電流の変化が正確に反映されておらず、電磁弁の駆動電流を制御する精度を向上させることができないし、ひいては余分な電力を消費することとなる。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ユーザ使用条件の相違によるソレノイドコイルの温度上昇値の変化をソレノイドコイルの電流制御に反映させることによって、駆動電流制御の精度を向上させ、電磁弁の省電力化を図ることのできる電磁弁駆動回路を提供することにある。また、従たる目的として、その電磁弁駆動回路を備えた電磁弁ユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００７】
第１の手段は、ソレノイドコイルを有する電磁弁を、直流電源から印加される電圧に基づいて駆動させる電磁弁駆動回路であって、前記ソレノイドコイルと直列に前記直流電源に接続されて、前記直流電源から前記ソレノイドコイルへの電圧の印加をオンオフするスイッチング素子と、前記ソレノイドコイルの温度上昇とその温度上昇に伴って変化する電流との関係を表す関係式を用いて、前記ソレノイドコイルへ電流を流す際の電流設定値を設定する電流値設定手段と、前記電流値設定手段により設定された電流設定値の電流を前記ソレノイドコイルに流すべく、前記スイッチング素子のオンオフをデューティ制御するスイッチ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、電磁弁駆動回路により、ソレノイドコイルを有する電磁弁が、直流電源から印加される電圧に基づいて駆動される。直流電源には、ソレノイドコイル及びスイッチング素子が直列に接続されており、スイッチング素子は、直流電源からソレノイドコイルへの電圧の印加をオンオフする。
【０００９】
ここで、電流値設定手段により、ソレノイドコイルの温度上昇とその温度上昇に伴う電流の変化とを表す関係式を用いて、ソレノイドコイルへ電流を流す際の電流設定値が設定される。このため、電流設定値の設定に際して、ソレノイドコイルの温度上昇に伴う電流の変化が正確に反映され、電磁弁の駆動電流を制御する精度を向上させるとともに、省電力化を図ることができる。特に、オープンループ制御の場合、現にソレノイドコイルに流れる電流値を把握できないため、コイルの温度上昇に伴う電流の変化を考慮して電流値を設定することは、駆動電流を制御する精度の向上及び省電力化にとって好適である。
【００１０】
第２の手段では、前記電流値設定手段は、前記ソレノイドコイルへの通電前において基準となる温度である基準温度と、前記ソレノイドコイルへの通電に伴って前記ソレノイドコイルが前記基準温度よりも温度上昇して飽和した温度であるコイル飽和温度と、前記ソレノイドコイルが前記コイル飽和温度まで温度上昇した場合であっても、前記ソレノイドコイルに最低限必要となる電流値である最低必要電流値と、に基づいて前記電流設定値を設定する。
【００１１】
具体的には、前記基準温度、前記コイル飽和温度及び前記最低必要電流値と、前記電流設定値との関係として、前記関係式が規定される。
【００１２】
上記構成によれば、基準温度からコイル飽和温度までソレノイドコイルの温度が上昇した場合であっても、そのソレノイドコイルに最低限必要となる電流値である最低必要電流値を確保することができる。このため、ソレノイドコイルによる磁気吸引力、ひいては電磁弁の駆動力を確実に保持することができる。
【００１３】
第３の手段では、前記ソレノイドコイルの周囲の温度として想定される最高値である最高周囲温度をパラメータとし、前記電流値設定手段は、前記最高周囲温度に、前記ソレノイドコイルへの通電によるコイル温度上昇値を加算して前記コイル飽和温度を算出する。
【００１４】
ソレノイドコイルの周囲の温度は、電磁弁をユーザが設置した場所によって異なり得るため、最高周囲温度を画一的に決定した場合には、コイル飽和温度を過剰に高く見積もるおそれがある。
【００１５】
この点、上記構成によれば、最高周囲温度がパラメータとされ、この最高周囲温度にソレノイドコイルへの通電によるコイル温度上昇値を加算して、コイル飽和温度が算出される。このため、コイル飽和温度を正確に把握することができ、ひいては電流設定値を適切に設定することができる。
【００１６】
第４の手段では、前記ソレノイドコイルにおいて連続通電と比較した通電時間の割合を示す通電係数と、前記直流電源から前記ソレノイドコイルへ印加される電圧の所定時間あたりのオンオフ回数である動作頻度とをパラメータとし、前記通電係数と前記動作頻度とに基づいて、前記コイル温度上昇値を補正する第１温度上昇値補正手段を備えている。
【００１７】
電磁弁の駆動態様として、ソレノイドコイルに連続通電して常時オン状態とするのではなく、オンオフを切り替える場合がある。このような場合、連続通電の場合ほどソレノイドコイルの温度は上昇しないため、コイル飽和温度も低くなり、電流値設定手段により設定される電流値を小さくすることができ、省電力化につながる。また、ソレノイドコイルに印加される電圧がオンオフされる場合であっても、所定時間あたりのオンオフ回数である動作頻度に応じてソレノイドコイルの温度上昇は変化する。例えば、同じデューティ比であっても、動作頻度が低い場合には高い場合よりも連続して通電される時間が長くなり、ソレノイドコイルの温度上昇が促進される。
【００１８】
この点、上記構成によれば、ソレノイドコイルにおいて連続通電と比較した通電時間の割合を示す通電係数と、動作頻度とに基づいて、コイル温度上昇値が補正される。したがって、電流設定値を小さくして省電力化を実現することができる。
【００１９】
具体的には、第５の手段のように、前記第１温度上昇値補正手段は、前記通電係数が大きいほど前記コイル温度上昇値を大きくし、前記動作頻度が高いほど前記コイル温度上昇値を小さくするといった構成を採用することができる。
【００２０】
第６の手段では、前記電流値設定手段により設定される前記電流設定値が変更された場合に、その変更後の電流設定値と前記基準温度における前記ソレノイドコイルの抵抗値とに基づいて算出される前記ソレノイドコイルの消費電力に、前記ソレノイドコイルに固有の放熱係数を乗算して前記コイル温度上昇値を補正する第２温度上昇値補正手段を備えている。
【００２１】
コイル温度上昇値はソレノイドコイルの消費電力に応じて変動するため、電流設定値が変更された場合には消費電力の数値も変わり、コイル温度上昇値も変化する。ここで、コイル温度上昇値は、コイルの消費電力に、ソレノイドコイルに固有の放熱係数を乗算して算出することができる。
【００２２】
この点、上記構成によれば、変更後の電流設定値と基準温度におけるソレノイドコイルの抵抗値とに基づいて算出されるソレノイドコイルの消費電力に、ソレノイドコイルに固有の放熱係数が乗算されてコイル温度上昇値が補正される。そして、補正されたコイル温度上昇値を用いてコイル飽和温度を算出し、このコイル飽和温度に基づいて電流設定値を設定し直すことができる。したがって、電流設定値をより小さく設定することができ、無駄な電流をソレノイドコイルに流すことなく省電力化を図ることができる。
【００２３】
第７の手段では、複数の電磁弁を有する電磁弁ユニットにおいて、第１乃至第６のいずれかの手段に記載された電磁弁駆動回路を備え、前記電磁弁駆動回路により各電磁弁が駆動される。
【００２４】
上記構成によれば、電磁弁ユニットが有する各電磁弁において、駆動電流を制御する精度の低下を抑制しつつ電磁弁駆動回路の基板が小型化されるため、電磁弁ユニットの全体も小型化できる。
【００２５】
第８の手段では、第１乃至第６のいずれかの手段に記載された電磁弁駆動回路を備えた複数の電磁弁と、外部機器につながる配線が接続される配線接続部を有し、前記直流電源から印加される電圧を各電磁弁に供給する配線ブロック回路を備えた配線ブロックと、を備えた電磁弁ユニットであって、前記電磁弁駆動回路におけるスイッチング素子及びスイッチ制御手段をそれぞれ第１スイッチング素子及び第１スイッチ制御手段とし、前記配線ブロック回路は、前記第１スイッチング素子と直列に前記直流電源に接続されて、前記直流電源から前記第１スイッチング素子への電圧の印加をそれぞれオンオフする第２スイッチング素子と、前記複数の電磁弁の駆動段階を表す複数のステップと各ステップにおける前記各電磁弁が有するソレノイドコイルのオンオフ状態との関係を、動作パターン情報として設定する動作パターン設定手段と、前記外部機器から前記配線接続部へ出力されたパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を検知した場合に、前記各ソレノイドコイルのオンオフ状態が前記動作パターン情報のステップを切り替えた後のオンオフ状態となるように、前記第２スイッチング素子のオンオフを制御する第２スイッチ制御手段と、を備えている。
【００２６】
上記構成によれば、電磁弁ユニットは、上述した電磁弁駆動回路を備えた複数の電磁弁を備えており、各電磁弁には配線ブロック回路を通じて直流電源から電圧が供給される。そして、第２スイッチ制御手段は、外部機器から配線接続部へ出力されたパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を検知するたび、設定された動作パターン情報のステップを順次切り替える。このステップ切替に伴い、各電磁弁のソレノイドコイルはその切り替え後のステップに対応するオンオフ状態とされる。そして、この制御によってオン状態となったソレノイドコイルにおいて、前記電磁弁駆動回路により、電流設定値の電流を流すべく制御される。
【００２７】
このように、配線ブロック回路により各ソレノイドコイルへの電源供給をオンオフ制御する集中配線方式において、そのオンオフ切替は外部機器からのパルス信号によって行われる。この場合、外部機器と配線ブロックとをつなぐ配線のうち、電磁弁制御用の信号線はパルス信号を送信する１本の配線で足りる。仮に電磁弁（ソレノイドコイル）が増減しても、この点に変わりはない。このため、特別な制御装置や周辺機器等を用いることなく、信号線の数を減らして省配線化することができる。この省配線化により、製造コストの削減、配線のための工数減、配線用スペースの省スペース化による装置小型化等を実現できる。
【００２８】
第９の手段では、複数の電磁弁と、外部機器につながる配線が接続される配線接続部を有し、前記直流電源から印加される電圧を各電磁弁に供給する配線ブロックと、を備えた電磁弁ユニットであって、前記配線ブロックが有する配線ブロック基板には、第１乃至第６のいずれかの手段に記載された電磁弁駆動回路が形成されており、前記複数の電磁弁の駆動段階を表す複数のステップと、各ステップにおける前記各電磁弁が有するソレノイドコイルのオンオフ状態との関係を、動作パターン情報として設定する動作パターン設定手段を備えるとともに、前記スイッチ制御手段は、前記外部機器から前記配線接続部へ出力されたパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を検知した場合に、前記各ソレノイドコイルのオンオフ状態が前記動作パターン情報のステップを切り替えた後のオンオフ状態となるように、前記スイッチング素子のオンオフを制御する。
【００２９】
上記構成によれば、第８の手段と同様に、電磁弁制御用の信号線はパルス信号を送信する１本の配線で足りることになり、省配線化を実現できる。それに加え、上述した電磁弁駆動回路が配線ブロック基板に設けられ、そのスイッチ制御手段が各ソレノイドコイルに流れる電流値の制御だけでなく、ステップ切替に伴う各ソレノイドコイルのオンオフ制御も行うようになっている。このように、電源供給のオンオフ制御及び電流値制御を一つの回路が実行することで、それぞれが別の回路によって行われる場合に比べ、回路を構成する素子や手段の重複を回避できる。これにより、部品点数を削減して製造コストを削減することができる。
【００３０】
第１０の手段では、前記配線接続部には、前記スイッチ制御手段と接続され、前記スイッチ制御手段がパラメータを用いて前記スイッチング素子を制御する場合に、そのパラメータが入力されるパラメータ入力端子が設けられている。
【００３１】
上記構成によれば、第３の手段及び第４の手段において、ソレノイドコイルの温度上昇を想定した電流設定値を設定するためにパラメータが入力される構成とした場合には、さらなる省配線化が可能となる。すなわち、各電磁弁に電磁弁駆動回路が設けられる構成では、パラメータ入力用の配線が各電磁弁において必要となるのに対し、上記構成では、配線ブロックの配線接続部に設けられたパラメータ入力端子により、パラメータ入力を一元化することができる。これにより、パラメータ入力が必要な構成において、さらに省配線化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】電磁弁マニホールドを示す斜視図。
【図２】電磁弁マニホールドの分解斜視図。
【図３】シングルソレノイド型の電磁弁ブロックを示す分解斜視図。
【図４】電磁弁回路（シングルソレノイド型）を示す回路図。
【図５】入力電圧値Ｖｉｎとデューティ比との関係を示すグラフ。
【図６】第２実施形態の電磁弁回路（シングルソレノイド型）を示す回路図。
【図７】マイコンによる演算処理を示す機能ブロック図。
【図８】第３実施形態の電磁弁マニホールドの一部を示す分解斜視図。
【図９】配線ブロックの分解斜視図。
【図１０】電磁弁マニホールドの電気的構成を示す回路図。
【図１１】電磁弁マニホールドの制御システムを示す機能ブロック図。
【図１２】動作パターン情報の一例を示す表。
【図１３】図１２の動作パターン情報に基づく通電制御を示すタイムチャート。
【図１４】電磁弁マニホールドの変形例の電気的構成を示す回路図。
【図１５】ステップ番号を途中でリセットする処理の変形例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［第１実施形態］
以下、図面を参照しつつ第１実施形態について説明する。電磁弁駆動回路を説明する前に、まず、電磁弁駆動回路によって駆動される電磁弁、及びその電磁弁が複数連結されてなる、電磁弁ユニットとしての電磁弁マニホールドについて説明する。
【００３４】
図１は電磁弁マニホールドを示す斜視図であり、図２は図１に示した電磁弁マニホールドの分解斜視図である。図１及び図２に示すように、電磁弁マニホールド１０は給排気ブロック１１と、複数の電磁弁ブロック１２と、一対のエンドブロック１３とを備え、各ブロック１１〜１３が連結レール１４上で連結されている。複数連結された各電磁弁ブロック１２の連結方向（連結レール１４の延びる方向）Ｘの片側には、給排気ブロック１１が配置されている。そして、給排気ブロック１１と複数の電磁弁ブロック１２とからなるブロック構成体の連結方向Ｘの両側が、エンドブロック１３により挟み込まれている。両側のエンドブロック１３が連結レール１４に固定されることにより、電磁弁マニホールド１０として全てのブロック１１〜１３が一体化された状態に保持されている。
【００３５】
電磁弁マニホールド１０は第1及び第２の共通給気流路１５，１６と、第1及び第２の共通排気流路１７，１８とを有している。共通給気流路１５，１６を介して各電磁弁ブロック１２に高圧エアが一括して供給され、共通排気流路１７，１８を介して各電磁弁ブロック１２からの高圧エアが一括して排気される。各電磁弁ブロック１２には流路ごとに内部ポート１５ａ〜１８ａが形成されており、各電磁弁ブロック１２の連結により内部ポート１５ａ〜１８ａ同士が互いに連通し、各共通流路１５〜１８が形成される。各共通流路１５〜１８の両端開口は、エンドブロック１３によって閉塞されている。
【００３６】
給排気ブロック１１は、給気ポート２１と排気ポート２２とを有している。両ポート２１，２２は、連結方向Ｘを前後方向とした場合の側面に設けられ、この側面に対して直交する方向Ｙに向けて開口している。給気ポート２１は共通給気流路１５，１６に連通し、この給気ポート２１を介して外部供給源から共通給気通路１５，１６へ高圧エアが供給される。排気ポート２２は共通排気流路１７，１８に連通し、この排気ポート２２を介して高圧エアが外部へ排気される。
【００３７】
各電磁弁ブロック１２は、一つのパイロット弁２３を有するシングルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ａと、二つのパイロット弁２３を有するダブルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ｂとの２種類よりなる。いずれの種類の電磁弁ブロック１２Ａ，１２Ｂも、各々の外形は同一となっている。図１及び図２では、両種類の電磁弁ブロック１２Ａ，１２Ｂを組み合わせたものが図示されているが、シングルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ａのみ又はダブルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ｂのみで、電磁弁マニホールド１０を構成してもよい。また、連結する電磁弁ブロック１２の数も任意である。
【００３８】
図３は、シングルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ａを示す分解斜視図である。図３に示すように、電磁弁ブロック１２Ａはベース部２４と、前記パイロット弁２３と、電装カバー２５と、主弁部２６と、出力ポート部２７とが組み付けられてなる。これらが組み付けられた電磁弁ブロック１２Ａは、全体として薄形の直方体状に形成されている（図２参照）。
【００３９】
ベース部２４にはその一部を削除するように弁取付部３１が形成され、その弁取付部３１にパイロット弁２３が取り付けられている。パイロット弁２３には、パイロット弁体、ソレノイドコイル３２（後述の図４参照）及びプランジャ（可動鉄心）が内蔵されている。パイロット弁２３では、ソレノイドコイル３２への通電制御によりプランジャが可動し、それに伴ってパイロット弁体が開閉駆動される。すなわち、このソレノイドコイル３２に通電されるとプランジャがその基準位置から吸引され、非通電となるとプランジャが基準位置に復帰する。この動作に伴ってパイロット弁体が開閉駆動される。そして、第1の共通給気流路１５及び第1の共通排気流路１７は、操作エアをパイロット弁２３へ給排するための流路であり、ベース部２４に設けられている。そして、パイロット弁体の開閉が駆動されることにより、主弁部２６への操作エアの給排が制御される。
【００４０】
ソレノイドコイル３２への通電制御のため、パイロット弁２３は接続端子３３を介して電磁弁基板３４と電気的に接続されている。電装カバー２５が取り付けられることにより、電磁弁基板３４が覆われ、またパイロット弁２３の組付け状態も保持される。電装カバー２５には、電磁弁基板３４の外部接続端子（後述の電源端子４１及び接地端子４２）を有するコネクタ接続部３６が設けられている。このコネクタ接続部３６には、リード線ＬのコネクタＫが接続される（図２参照）。
【００４１】
主弁部２６には、スプール弁が内蔵されている。パイロット弁２３により給排制御される操作エアにより、そのスプール弁の位置が切り替えられる。出力ポート部２７には出力ポート３７が設けられており、主弁部２６でスプール弁の位置が切替制御されることにより、出力ポート３７が第２の共通給気流路１６又は第２の共通排気流路１８と連通する。出力ポート３７が第２の共通給気流路１６と連通すれば、その出力ポート３７から作動エアが出力される。出力ポート３７が第２の共通排気流路１８と連通すれば、その出力ポート３７からの作動エアの出力が停止される。各電磁弁ブロック１２の出力ポート３７はそれぞれが配管を通じて外部機器（例えば、空圧シリンダ等）と接続され、作動エアの出力制御によりその外部機器の駆動が制御される。
【００４２】
なお、ダブルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ｂでは、図２に示すように、ベース部２４に一対のパイロット弁２３が取り付けられるとともに、主弁部２６に一対のスプール弁が設けられ、出力ポート部２７では一対の出力ポート３７が設けられている。この電磁弁ブロック１２Ｂでは、一方のパイロット弁により一方のスプール弁の位置が切り替えられ、他方のパイロット弁により他方のスプール弁の位置が切り替えられる。これにより、各出力ポート３７から出力される作動エアが制御される。
【００４３】
以上のように、電磁弁マニホールド１０は構成されている。続いて、上記各電磁弁ブロック１２Ａ，１２Ｂにおいて、前記電磁弁基板３４に形成された電磁弁駆動回路としての電磁弁回路について説明する。まず、シングルソレノイド型の構成について説明する。
【００４４】
図４は、シングルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ａにおける電磁弁回路を示す回路図である。同図に示すように、電磁弁回路４０Ａは、直流電源に接続される電源端子４１と、接地接続される接地端子４２とを有している。また、電磁弁回路４０Ａは、前記パイロット弁２３の接続端子３３（図３参照）を通じてソレノイドコイル３２と接続されている。そして、電磁弁回路４０Ａを介して、ソレノイドコイル３２の一端が電源端子４１に接続され、ソレノイドコイル３２の他端が接地端子４２と接続されている。電源端子４１とソレノイドコイル３２の一端との間には、電源端子４１からソレノイドコイル３２への向きを順方向として、逆流防止用のダイオード４３が設けられている。
【００４５】
電磁弁回路４０Ａは、還流ダイオード４４と、ＭＯＳＦＥＴ４５と、ＰＷＭ制御用のマイコン４６と、定電圧回路４７と、分圧回路４８とを備えている。還流ダイオード４４はフライホイールダイオードであり、ソレノイドコイル３２と並列に接続されている。この還流ダイオード４４により、ソレノイドコイル３２への通電を停止した場合に発生するサージ電圧（逆起電力）が吸収される。すなわち、ソレノイドコイル３２と還流ダイオード４４とで形成された閉回路によりサージ電流が減衰され、それによりサージ電圧による影響が抑制される。
【００４６】
ＭＯＳＦＥＴ４５は、電流制御用のスイッチング素子（第１スイッチング素子）である。このＭＯＳＦＥＴ４５はｎチャンネル型であり、ソレノイドコイル３２と接地端子４２との間に接続されている。詳しくは、ＭＯＳＦＥＴ４５のドレインがソレノイドコイル３２に接続され、ソースが接地端子４２と接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４５のゲートはマイコン４６のＰＷＭ出力端子と接続されるとともに、プルダウン抵抗４９を介して接地端子４２と接続されている。
【００４７】
ここで、マイコン４６はＰＷＭ制御信号を出力してＭＯＳＦＥＴ４５をスイッチング操作するものであり、そのＰＷＭ制御信号のデューティ比を調整することにより、ＭＯＳＦＥＴ４５のスイッチング操作態様が可変設定される。したがって、マイコン４６はスイッチ制御手段（第１スイッチ制御手段）に相当する。ＭＯＳＦＥＴ４５のスイッチング操作により、ソレノイドコイル３２には所定の電流が流れる。なお、電磁弁回路４０への電源供給オフにより、マイコン４６からＰＷＭ制御信号が出力されていない状態では、プルダウン抵抗４９によりＭＯＳＦＥＴ４５は完全にオフ状態となる。
【００４８】
定電圧回路４７は、マイコン４６の駆動電源となる定電圧を生成する回路であり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ(トランジスタ)５１と、ツェナーダイオード５２と、抵抗５３と、コンデンサ５４とを備えている。トランジスタ５１はそのコレクタが逆流防止用のダイオード５５を介して電源端子４１に接続され、エミッタはマイコン４６の電源入力ポート（Ｖｃｃ入力ポート）及びコンデンサ５４に接続されている。トランジスタ５１のコレクタ及びベース間は、抵抗５３を介して接続されている。トランジスタ５１のベースは、ツェナーダイオード５２のカソード側に接続されている。ツェナーダイオード５２のアノード側は、接地端子４２と接続されている。なお、ツェナーダイオード５２はそのブレークダウン電圧がマイコン４６の駆動電圧Ｖｃｃに設定され、抵抗５３はツェナーダイオード５２の消費電流を抑制できる値に設定されている。
【００４９】
こうした定電圧回路４７によれば、電源端子４１に所定電圧が印加されると、トランジスタ５１を介してマイコン４６に駆動電圧Ｖｃｃが供給される。その際、コンデンサ５４によって安定化された駆動電圧Ｖｃｃがマイコン４６に供給される。なお、マイコン４６の接地ポート（ＧＮＤポート）は接地端子４２と接続されている。
【００５０】
マイコン４６より出力されるＰＷＭ制御信号のデューティ比は、電源端子４１に印加される入力電圧値Ｖｉｎに基づいて調整される。この場合、マイコン４６は、電源端子４１に印加された入力電圧値Ｖｉｎと、ソレノイドコイル３２へ通電させる電流値として予め設定された電流設定値Ｉ０とを引数とした演算を実行する。その演算は、次式（１）によって行われる。
【００５１】
デューティ比（％）＝（Ｉ０×Ｒ０）／Ｖｉｎ×１００  …（１）
ここで、Ｒ０は基準温度Ｔ０（例えば、２０℃）におけるソレノイドコイル３２の基準抵抗値であり、入力電圧値Ｖｉｎが最大値Ｖｉｎｍａｘの場合に、ソレノイドコイル３２に流れる電流値Ｉｃｍａｘから算出される。基準温度Ｔ０は、ソレノイドコイル３２への通電前において基準となる温度である。
【００５２】
分圧回路４８は、マイコン４６に取り込まれる分圧電圧Ｖａｄを生成する回路である。すなわち、マイコン４６は入力電圧値Ｖｉｎを分圧電圧Ｖａｄ（端子電圧値）によって把握する。分圧回路４８の一端は、逆流防止用の前記ダイオード４３を介して電源端子４１に接続され、分圧回路４８の他端は接地端子４２に接続されている。そして、分圧回路４８は、ソレノイドコイル３２と並列に直流電源に接続されている。この分圧回路４８は互いに直列に接続された２つの分圧抵抗５６，５７を備えており、第１の分圧抵抗５６と第２の分圧抵抗５７との間の分圧点５８がマイコン４６のアナログ入力ポート（ＡＤポート）と接続されている。このため、分圧回路４８の分圧電圧Ｖａｄがマイコン４６に入力され、この分圧電圧Ｖａｄに基づいてマイコン４６は入力電圧値Ｖｉｎを把握する。このため、マイコン４６は端子電圧検出手段に相当し、分圧点５８は検出端子に相当する。
【００５３】
第１の分圧抵抗５６（Ｒ１）と第２の分圧抵抗５７（Ｒ２）との比率（Ｒ１：Ｒ２）は、最大入力電圧値Ｖｉｎｍａｘとマイコン４６に入力される最大許容電圧Ｖａｄｍａｘとを予め設定し、その両電圧から次式（２）より算定される。
【００５４】
Ｒ１：Ｒ２＝（Ｖｉｎｍａｘ−Ｖａｄｍａｘ）：Ｖａｄｍａｘ  …（２）
したがって、例えば、最大入力電圧値Ｖｉｎｍａｘを３０Ｖ、最大許容電圧Ｖａｄｍａｘを５Ｖとすれば、分圧抵抗値の比率は５：１の比率となる。なお、分圧回路４８には常に電流が流れるため、それによる電力ロスを最小限とすべく分圧抵抗５６，５７の合成抵抗は大きくすることが望ましい。例えば、分圧抵抗５６の抵抗値は５００ｋΩ、分圧抵抗５７の抵抗値は１００ｋΩが用いられる。
【００５５】
図５は、入力電圧値Ｖｉｎとデューティ比との関係を示すグラフである。ソレノイドコイル３２の基準抵抗値Ｒ０が３００Ωであり、電流設定値Ｉ０（２５ｍＡ）の電流が流れるように調節した場合において、各入力電圧に対するデューティ比の実測値を示している。前述した式（１）によれば、電流設定値Ｉ０及びソレノイドコイル３２の基準抵抗値Ｒ０を一定とすれば、デューティ比は入力電圧値Ｖｉｎに反比例する。図５のグラフでも、そのような関係が示されている。なお、図５のグラフで示す具体例では、入力電圧値Ｖｉｎが７．５Ｖよりも低い値の場合に２５ｍＡの電流設定値Ｉ０を得ることができない。このため、入力電圧値Ｖｉｎが７．５Ｖよりも低い領域は、設定不可領域となっている。
【００５６】
以上のように、電磁弁回路４０Ａでは、入力電圧値Ｖｉｎに応じたＰＷＭ制御がオープンループで実施される。すなわち、入力電圧値Ｖｉｎに基づいてデューティ比が調整され、電流設定値Ｉ０の電流がソレノイドコイル３２に流れるようにＭＯＳＦＥＴ４５の駆動が制御される。これにより、パイロット弁２３におけるプランジャの駆動力が確保される。
【００５７】
なお、ダブルソレノイド型の電磁弁回路では、前述したシングルソレノイド型の電磁弁回路４０Ａが二つ設けられた構成となっている。ここでは、マイコン４６、そのマイコン４６への給電経路となる定電圧回路４７及び接地端子４２が共通化される。そして、もう一つのソレノイドコイル３２への給電経路が増えるため、図２に示すように、ダブルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ｂの場合にはリード線Ｌが１本増えて３本になっている。その他の構成はシングルソレノイド型の電磁弁回路４０Ａと同じであるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００５８】
以上詳述した第１実施形態における電磁弁回路４０によれば、以下に示す有利な効果が得られる。
【００５９】
（１ａ）電流設定値Ｉ０の電流をソレノイドコイル３２に流すべく、マイコン４６は、入力電圧値Ｖｉｎに基づいて、換言すればその入力電圧値Ｖｉｎを反映した分圧電圧Ｖａｄに基づいて、ＭＯＳＦＥＴ４５のオンオフをデューティ制御する。そして、入力電圧値Ｖｉｎの変化に伴って分圧電圧値Ｖａｄが変化すれば、マイコン４６は、この変化した分圧電圧Ｖａｄに基づいてＭＯＳＦＥＴ４５のオンオフをデューティ制御する。したがって、直流電源から印加される電圧が変化したとしても、ソレノイドコイル３２に電流設定値Ｉ０の電流を流すことができる。その結果、直流電源が特定の電圧値に限定されず、幅広い入力電圧に対応することができるとともに、ソレノイドコイル３２に流れる電流を制御する精度が低下することを抑制できる。
【００６０】
（１ｂ）このようなフリー電源化された電磁弁回路４０によりオープンループ制御を行うため、フィードバック制御に必要であった回路（電流検出回路、増幅回路、比較回路等）が不要となる。これにより、電磁弁回路４０の構成が簡素化され、回路が設けられる電磁弁基板３４の小型化を実現できる。また、電流検出回路が不要であるため、それを構成する電流検出抵抗をソレノイドコイル３２に直列に接続する必要がない。このため、電流検出抵抗による電圧降下を回避することができる。
【００６１】
（１ｃ）電磁弁回路４０はソレノイドコイル３２と並列に直流電源に接続される分圧回路４８を備え、その分圧電圧Ｖａｄに基づいてマイコン４６は入力電圧値Ｖｉｎを把握する。この構成では、ソレノイドコイル３２及び分圧抵抗５６，５７が直流電源に並列に接続されるため、分圧抵抗５６，５７の抵抗値を大きくすることができる。これにより、分圧抵抗５６，５７に流れる電流を小さくすることができ、ソレノイドコイル３２に流れる電流を大きくすることができる。このため、分圧抵抗５６，５７での消費電力を小さくすることができ、電磁弁回路４０の電力ロスを低減することができる。さらに、分圧電圧Ｖａｄは複数の分圧抵抗５６，５７の比によって決まり、増幅回路を省略することが可能となる。
【００６２】
（１ｄ）上記分圧回路４８では、直流電源から印加される電圧が予め設定された最大電圧となる場合に、分圧電圧Ｖａｄがマイコン４６の最大許容電圧Ｖａｄｍａｘとなるように、分圧抵抗５６，５７の比が設定されている。このため、分圧電圧Ｖａｄを増幅する増幅回路を省略することができるとともに、分圧電圧Ｖａｄの変動範囲（ダイナミックレンジ）を最大にすることができる。その結果、分圧電圧Ｖａｄに基づくデューティ制御の精度を向上させることができる。
【００６３】
（１ｅ）ＭＯＳＦＥＴ４５の制御を実施する上で、マイコン４６は、ＭＯＳＦＥＴ４５のオンオフのデューティ比が入力電圧値Ｖｉｎ（換言すれば分圧電圧値Ｖａｄ）に反比例するように制御している。ここで、電流設定値Ｉ０の電流がソレノイドコイル３２に流れている場合の電力を一定とすると、電圧と電流とは反比例の関係となる。また、電流の大きさは、オンオフのデューティ比に比例する。したがって、オンオフのデューティ比が入力電圧値Ｖｉｎ（分圧電圧Ｖａｄ）に反比例するように制御すれば、直流電源から印加される電圧が変化しても、予め設定された電流設定値Ｉ０の電流をソレノイドコイル３２に流すことができる。
【００６４】
（１ｆ）フィードバック制御では、ソレノイドコイル３２の発熱により抵抗値が上昇しても、電流設定値の電流をソレノイドコイル３２に流すべくより多くの電流が流れるように制御する。このため、「コイル発熱→電流の上昇」が繰り返され、ソレノイドコイル３２の発熱や消費電力を過度に上昇させてしまうという問題がある。これに対して、上記電磁弁回路４０によれば、オープンループ制御を実施するため、このような問題を解消できる。
【００６５】
なお、上記第１実施形態は、以下に変形例として示す形態で実施してもよい。
【００６６】
上記第１実施形態では、マイコン４６は上記式（１）に入力電圧値Ｖｉｎと電流設定値Ｉ０とを代入してデューティ比を算出しているが、マップデータに基づいてデューティ比を算出するようにしてもよい。この場合、入力電圧値Ｖｉｎ及び電流設定値Ｉ０とデューティ比との関係を予め実験により求め、それをマップデータ化してマイコン４６の内部メモリに予め記憶しておく。そして、マイコン４６は、検出した入力電圧値Ｖｉｎと電流設定値Ｉ０とに基づいてマップデータ上からデューティ比の最適値を割り出す。
【００６７】
上記第１実施形態では、マイコン４６のデューティ比演算によりＰＷＭ制御信号がＭＯＳＦＥＴ４５に向けて出力されているが、これと併せて信号出力端子を別途設け、その信号出力端子をマイコン４６の出力ポートと接続して、ＰＷＭ制御信号を回路外部へも出力するようにしてもよい。これにより、ＰＷＭ制御信号の出力状況を外部機器で把握することができ、制御状況の監視等を行える。
【００６８】
上記第１実施形態では、定電圧回路４７がトランジスタ５１、ツェナーダイオード５２、抵抗５３、コンデンサ５４により構成されているが、他の素子によって構成してもよい。例えば、定電流ダイオードを用いた定電圧回路とすることが考えられる。また、スイッチング素子（第１スイッチング素子）についても、ＭＯＳＦＥＴ４５ではなくバイポーラトランジスタ等を用いてもよい。
【００６９】
上記第１実施形態では、給排気ブロック１１の排気ポート２２から作動エアを外部へ排気させているが、この排気ポート２２を真空吸引装置と接続して真空引きするようにしてもよい。この場合、電磁弁ブロック１２の出力ポート３７は、第２の共通排気通路１８を介して排気ポート２２とつながることで吸引ポートとしての役割を担うことなる。これにより、作動エアの出力だけでなくエア吸引を実施することも可能となり、用途を広げることができる。
【００７０】
上記第１実施形態では、分圧回路４８が２つの分圧抵抗５６，５７を備えているが、３つ以上の分圧抵抗を備えた構成を採用してもよい。この場合、いずれの分圧抵抗間に、検出端子に相当する分圧点を設けてもよいが、分圧比は、入力電圧値Ｖｉｎが最大値Ｖｉｎｍａｘの場合に、マイコン４６のアナログ入力ポートに入力される分圧電圧Ｖａｄが最大許容電圧Ｖａｄｍａｘとなるように設定することが望ましい。なお、入力電圧値Ｖｉｎが最大値Ｖｉｎｍａｘの場合に、分圧電圧Ｖａｄが最大許容電圧Ｖａｄｍａｘよりも小さい電圧となる構成を採用することもできる。
【００７１】
上記第1実施形態では、プルダウン抵抗４９を設けて、マイコン出力オフの場合にＭＯＳＦＥＴ４５がオフ状態となるようにしたが、これに代えて、ＭＯＳＦＥＴ４５のゲートがプルアップ抵抗を介してマイコン４６の電源入力ポート（トランジスタ５１のエミッタ）と接続されるプルアップの構成を採用してもよい。この構成によれば、マイコン出力がオフ以外の場合に入力電圧が入力されている間は、最低限、ソレノイドコイル３２のオン状態（通電状態）を継続できる。
【００７２】
［第２実施形態］
ところで、上記第１実施形態の電磁弁回路４０では、入力電圧値Ｖｉｎからデューティ比を算出する上で、ソレノイドコイル３２自身の温度が上昇することを考慮していない。現実には、電磁弁マニホールド１０が設置された場所の周囲温度や、ソレノイドコイル３２への通電継続といった使用状況により、ソレノイドコイル３２の温度（コイル温度）は上昇する。コイル温度の上昇はソレノイドコイル３２の抵抗値（コイル抵抗値）増加を伴うため、ソレノイドコイル３２に流れる電流値（コイル電流値）は減少する。
【００７３】
この点につき、コイル電流値を検出してフィードバック制御する従来技術であれば、コイル電流値の減少に応じてデューティ比を増加させる、という制御を実施することができる。それに対し、上記電磁弁回路４０のようなオープンループ制御では、コイル温度の上昇によって実際のコイル電流値が減少しても、それをソレノイドコイル３２への通電制御に反映させることができない。このことは、一方では上記（１ｃ）や（１ｆ）で説明した効果につながるものの、他方では、電流設定値Ｉ０よりも少ない電流しか流せないという問題が生じる。
【００７４】
このような問題に対処した第２実施形態として、マイコン４６がコイル温度の上昇を考慮して電流設定値Ｉ０を設定するようにした電磁弁回路について説明する。ここでは、マイコン４６が電流値設定手段としての機能も有している。
【００７５】
図６は、かかる第２実施形態の電磁弁回路（シングルソレノイド型）を示す回路図である。図６に示すように、電磁弁回路６０は上記第１実施形態における電磁弁回路４０とほぼ同じ構成を有している。そこで、同じ構成については同一の符号を付して説明を省略し、両者の相違点について説明する。
【００７６】
マイコン４６がコイル温度の上昇を想定した電流値を算出する上では、各種パラメータが必要となる。その必要なパラメータのうち、ソレノイドコイル３２に固有の数値や実験値等、定数として所与のものはマイコン４６の内部メモリ４６ａに予め記憶されている。一方、ユーザの使用状況等に応じて変更され得る数値については、その数値をマイコン４６に入力する必要がある。このため、電磁弁回路６０にはパラメータ入力端子６１が設けられ、パラメータ入力端子６１はマイコン４６のパラメータ入力ポート（ＰＭポート）と接続されている。このパラメータ入力端子６１に外部入力装置が接続され、その外部入力装置を用いてマイコン４６に必要なパラメータが入力される。入力されたパラメータは、マイコン４６の内部メモリ４６ａに記憶される。
【００７７】
マイコン４６が実施する演算処理は次のとおりである。
【００７８】
＜１＞コイル温度上昇を想定した電流設定値の算出
前述したとおり、ソレノイドコイル３２への通電によるコイル温度の上昇に伴ってコイル抵抗値が上昇する。このため、そのコイル抵抗値の上昇を想定して、基準温度Ｔ０における電流設定値Ｉ０を算出する。具体的には、ソレノイドコイル３２に対する振動や衝撃等の外的要因、電磁弁マニホールド１０の使用状況等を踏まえて、電磁弁ブロック１２での駆動力を維持するのに最低限必要な電流値（最低必要電流値）求める。それを、コイル温度が上昇して飽和温度（コイル飽和温度）Ｔｓとなった時点でのコイル電流値Ｉｓとして定め、そのコイル電流値Ｉｓに基づいて電流設定値Ｉ０を算出する。これにより、コイル温度が上昇し、ソレノイドコイル３２に流れる電流値が減少しても、電磁弁ブロック１２での駆動力低下を抑制することができる。
【００７９】
ここで、コイル温度が基準温度Ｔ０からコイル飽和温度Ｔｓに上昇し、それに伴ってコイル抵抗値が基準抵抗値Ｒ０から飽和抵抗値Ｒｓに上昇した場合、コイル温度とコイル抵抗値との間には、次式（３）の関係がある。
【００８０】
Ｒ０／Ｒｓ＝（２３４．５＋Ｔ０）／（２３４．５＋Ｔｓ）」  …（３）
上記において、「２３４．５」との数値は、ソレノイドコイル３２の材料である銅の導体抵抗を算出する温度係数である。コイル飽和温度Ｔｓは、電磁弁マニホールド１０が設置された場所における周囲温度の最高値（最高周囲温度）Ｔａに、ソレノイドコイル３２の温度上昇値（コイル温度上昇値）Ｔｂを加算した値（Ｔａ＋Ｔｂ）である。ソレノイドコイル３２の温度上昇は、コイル自身の温度上昇だけでなく周囲の温度にも依存するからである。コイル温度上昇値Ｔｂは、ソレノイドコイル３２に所定値の電流を連続通電した場合の温度上昇値である。
【００８１】
この式（３）を、基準温度Ｔ０における電流設定値Ｉ０と、コイル飽和温度Ｔｓでのコイル電流値Ｉｓとの関係に置き換えると、次式（４）が導かれる。
【００８２】
Ｉｓ／Ｉ０＝（２３４．５＋Ｔ０）／（２３４．５＋Ｔｓ）
Ｉ０      ＝{（２３４．５＋Ｔｓ）／（２３４．５＋Ｔ０）}×Ｉｓ  …（４）
この式（４）に、基準温度Ｔ０、コイル飽和温度Ｔｓ、コイル電流値Ｉｓをそれぞれ代入して電流設定値Ｉ０を算出する。
【００８３】
この場合、基準温度Ｔ０は常温（例えば、２０℃）に、また、コイル電流値Ｉｓも前述したように最低必要電流値が所与の定数としてそれぞれ設定されており、マイコン４６の内部メモリ４６ａに予め記憶されている。コイル飽和温度Ｔｓの算出に必要な数値のうち、コイル温度上昇値Ｔｂは、用いられるソレノイドコイル３２について、連続通電を前提として実験的に得られた暫定値Ｔｂｚが内部メモリ４６ａに予め記憶されている。これに対して、最高周囲温度Ｔａは、実際のユーザ使用条件に依存する数値であるから、ユーザによって入力されるパラメータとされる。
【００８４】
＜２＞通電率及び動作頻度に基づく暫定コイル温度上昇値Ｔｂｚの補正
前述したように、コイル温度上昇値Ｔｂは連続通電を前提とした暫定値Ｔｂｚが予め設定されている。しかしながら、ユーザによっては、連続通電ではなく通電又は非通電を切り替えながら電磁弁マニホールド１０を使用する場合がある。そして、コイル温度上昇値Ｔｂは、ソレノイドコイル３２に対する通電率に応じて変化する。このため、通電率に基づいてコイル温度上昇値Ｔｂを補正する必要がある。なお、通電率とは、連続通電と比較した通電時間の割合を百分率で示したものである。
【００８５】
この補正では、通電係数Ｂと動作頻度Ｈが用いられる。通電係数Ｂは連続通電と比較した通電時間の割合を示し、動作頻度Ｈは、直流電源からソレノイドコイル３２に印加される電圧の所定時間（例えば１分）あたりのオンオフ回数である。これら通電係数Ｂや動作頻度Ｈは、実際のユーザ使用条件に依存する数値であるから、ユーザによって入力されるパラメータとされる。
【００８６】
そして、コイル温度上昇値Ｔｂは通電係数Ｂに比例する関係にあり、連続通電の場合におけるコイル温度上昇値Ｔｂに通電係数Ｂを乗ずれば、この通電係数Ｂにおけるコイル温度上昇値Ｔｂが得られる。
【００８７】
もっとも、コイル温度上昇値Ｔｂは動作頻度Ｈによっても影響を受ける。例えば、同じデューティ比でかつ同じ通電係数Ｂであっても、動作頻度Ｈが低い場合には高い場合よりも連続して通電される時間が長くなり、ソレノイドコイル３２の温度上昇が促進される。このため、通電率（通電係数Ｂ）を考慮したコイル温度上昇値Ｔｂを算出する場合、ユーザにより入力された通電係数Ｂの数値そのものではなく、動作頻度Ｈを考慮して算出された補正通電係数Ｂｈが用いられる。この補正通電係数Ｂｈは、次式（５）によって算出される。
【００８８】
Ｂｈ＝［｛−（１−Ｂ）／α｝×ｌｏｇ１０Ｈ］＋１  …（５）
なお、αはソレノイドコイル３２に固有の係数であり、使用状況等によって定まる。この係数αは、マイコン４６の内部メモリ４６ａに記憶されている。上記式（５）に、入力された通電係数Ｂ及び動作頻度Ｈを代入すれば、補正通電係数Ｂｈが得られる。
【００８９】
したがって、この補正通電係数Ｂｈにコイル温度上昇値Ｔｂの暫定値Ｔｂｚを乗ずることにより、通電率（通電係数Ｂ）及び動作頻度Ｈを考慮して補正された補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１が得られる（Ｔｂｈ１＝Ｂｈ×Ｔｂｚ）。こうして算出された補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１は、マイコン４６の内部メモリ４６ａに一時記憶される。
【００９０】
＜３＞暫定電流設定値Ｉ０ｚに基づく温度上昇値Ｔｂの補正
前述＜２＞の補正では、コイル温度上昇値Ｔｂの暫定値Ｔｂｚについて通電率及び動作頻度Ｈを考慮した補正を行い、補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１を得ている。ここでは、この補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１を用いて暫定的な電流設定値Ｉ０ｚを算出し、それに基づいた補正の実施について説明する。
【００９１】
このような補正が必要となるは、次のような理由による。すなわち、上記式（４）によれば、コイル温度上昇値Ｔｂが補正によって変更されると、電流設定値Ｉ０も変更される。そして、コイル温度上昇値Ｔｂはソレノイドコイル３２の消費電力Ｗに応じて変動するため、電流設定値Ｉ０が変更されると消費電力Ｗの数値も変わり、コイル温度上昇値Ｔｂも変化する。このため、暫定値Ｔｂｚから補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１への変更により生じる電流設定値Ｉ０及び消費電力Ｗの変動を、その変動に伴うコイル温度上昇値Ｔｂの変化にも反映させる必要がある。
【００９２】
この場合、ユーザにより入力された最高周囲温度Ｔａに、補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１を加算して暫定的なコイル飽和温度Ｔｓｚを算出し、これを上記式（４）に代入して暫定電流設定値Ｉ０ｚを得る。そして、コイル温度上昇値Ｔｂとソレノイドコイル３２の消費電力Ｗとの関係を利用して、再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２を算出する。
【００９３】
すなわち、コイル温度上昇値Ｔｂとソレノイドコイル３２の消費電力Ｗとの間には、次式（６）の関係がある。
【００９４】
Ｔｂ＝Ａ×Ｗ  …（６）
この式（６）において、Ａはソレノイドコイル３２に固有の放熱係数であり、電流値Ｉと、この電流値Ｉでの連続通電による温度上昇値Ｔｂと、ソレノイドコイル３２の基準抵抗値Ｒ０とを用いて算出される。Ｗは電力であり、Ｗ＝Ｉ×Ｉ×Ｒ０である。これらの値を「Ａ＝Ｔｂ／Ｗ」に代入することで放熱係数Ａを算出する。例えば、ソレノイドコイル３２の基準抵抗値Ｒ０が３００Ωの場合に、電流値Ｉが２５ｍＡで連続通電した場合のコイル温度上昇値Ｔｂは３０℃であるから、放熱係数Ａは１５８と算出できる。こうして得られた放熱係数Ａは、マイコン４６の内部メモリ４６ａに予め記憶されている。
【００９５】
そして、かかる放熱係数Ａと、暫定電流設定値Ｉ０ｚにおけるソレノイドコイル３２の消費電力Ｗ（Ｉ０ｚ×Ｉ０ｚ×Ｒ０）とを上記式（６）に代入すれば、再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２を算出できる。この再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２は、マイコン４６の内部メモリ４６ａに一時記憶される。
【００９６】
＜４＞再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２に基づく電流設定値Ｉ０の算出
コイル温度上昇値Ｔｂの暫定値Ｔｂｚについて、前述した２回の補正を経ることで再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２が得られる。この再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２を用いて、基準温度Ｔ０における電流設定値Ｉ０を算出する。この場合、ユーザにより入力された最高周囲温度Ｔａに、再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２を加算してコイル飽和温度Ｔｓを算出し、これを上記式（４）に代入する。この電流設定値Ｉ０もマイコン４６の内部メモリ４６ａに一時記憶される。
【００９７】
＜５＞演算処理全体の流れ
次に、上記＜１＞〜＜４＞を踏まえた上で、マイコン４６により実施する温度補正の演算処理全体の流れを説明する。図７は、かかる演算処理を示す機能ブロック図である。
【００９８】
図７に示すように、この演算処理における第１温度上昇値算出部６２では、コイル温度上昇値Ｔｂの暫定値Ｔｂｚを通電係数Ｂ及び動作頻度Ｈに基づいて補正し、補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１を算出する。具体的には、マイコン４６の内部メモリ４６ａに記憶された係数αと、ユーザによりパラメータとして入力された通電係数Ｂ及び動作頻度Ｈとを前述した式（５）に代入し、補正通電係数Ｂｈを算出する。そして、その補正通電係数Ｂｈを、内部メモリ４６ａに記憶された暫定値Ｔｂｚに乗ずることにより（Ｂｈ×Ｔｂｚ）、補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１を得る。したがって、第１温度上昇値算出部６２は第１温度上昇値補正手段に相当する。
【００９９】
続く暫定電流設定値算出部６３では、電流値の大きさに応じたコイル温度の上昇を考慮した補正を行うべく、前記補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１に基づいて暫定的な電流設定値Ｉ０ｚを算出する。この場合、まずユーザによりパラメータとして入力された最高周囲温度Ｔａに前記補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１を加算し、暫定的なコイル飽和温度Ｔｓｚを算出する（Ｔｓｚ＝Ｔａ＋Ｔｂｈ１）。この暫定コイル飽和温度Ｔｓｚと、基準温度Ｔ０と、最低必要電流値であるコイル電流値Ｉｓとを前述した式（４）に代入し、暫定電流設定値Ｉ０ｚを得る。
【０１００】
さらに続く第２温度上昇値算出部６４では、前記暫定電流設定値Ｉ０ｚにおけるソレノイドコイル３２のコイル温度上昇値Ｔｂ、すなわち再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２を算出して、コイル温度上昇値Ｔｂを再度補正する。この場合、前記暫定電流設定値Ｉ０ｚと、放熱係数Ａと、基準抵抗値Ｒ０とを前述した式（６）に代入して再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２を得る。したがって、第２温度上昇値算出部６４は第２温度上昇値補正手段に相当する。
【０１０１】
その後、電流設定値算出部６５では、前述したように２度の補正を経て得られた再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２に基づいて、電流設定値Ｉ０を算出する。この場合、まず最高周囲温度Ｔａに前記再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２を加算し、これによりコイル飽和温度Ｔｓを得る（Ｔｓ＝Ｔａ＋Ｔｂｈ２）。このコイル飽和温度Ｔｓと、基準温度Ｔ０と、コイル電流値Ｉｓとを前述した式（４）に代入して電流設定値Ｉ０を得る。
【０１０２】
デューティ比算出部６６では、この電流設定値Ｉ０に基づいて、デューティ比を算出する。この場合、前記電流設定値Ｉ０と、電源端子４１に印加された入力電圧値Ｖｉｎとを前述した式（１）に代入してデューティ比を算出する。そして、マイコン４６は、この算出したデューティ比により、ＭＯＳＦＥＴ４５のスイッチングをＰＷＭ制御する。
【０１０３】
以上詳述した第２実施形態の電磁弁回路６０では、上記効果（１ａ）〜（１ｄ）、（１ｆ）に加え、以下に示す有利な効果が得られる。
【０１０４】
（２ａ）ソレノイドコイル３２に流れる電流をオープンループ制御する電磁弁回路６０において、マイコン４６は、ソレノイドコイル３２の温度上昇を想定して電流設定値Ｉ０を設定している。このため、コイル温度の上昇によって電流値が減少しても、電磁弁ブロック１２での駆動力低下を抑制することができる。しかも、コイル温度上昇とその温度上昇に伴う電流の変化とを表す関係式（上記式（４））に基づいて、電流設定値Ｉ０が設定されている。このため、電流設定値Ｉ０の設定に際し、コイル温度の上昇に伴う電流の変化が正確に反映され、ソレノイドコイル３２に流れる電流を制御する精度を向上させるとともに、省電力化を図ることができる。
【０１０５】
（２ｂ）基準温度Ｔ０と、コイル飽和温度Ｔｓと、最低必要電流値を定めたコイル電流値Ｉｓとに基づいて、電流設定値Ｉ０を設定している。これにより、通電に伴うソレノイドコイル３２の温度上昇を考慮して電流設定値Ｉ０が設定されるため、基準温度Ｔ０からコイル飽和温度Ｔｓまでコイル温度が上昇した場合であっても、そのソレノイドコイル３２では最低必要電流値が確保される。このため、ソレノイドコイル３２による磁気吸引力、ひいては電磁弁ブロック１２の駆動力を確実に保持することができる。
【０１０６】
（２ｃ）ソレノイドコイル３２の周囲の温度は、電磁弁マニホールド１０をユーザが設置した場所によって異なり得るため、最高周囲温度Ｔａを画一的に決定した場合には、コイル飽和温度Ｔｓを過剰に高く見積もるおそれがある。この点、第２実施形態では、最高周囲温度Ｔａがパラメータとしてユーザにより入力され、この最高周囲温度Ｔａにコイル温度上昇値Ｔｂを加算して、コイル飽和温度Ｔｓが算出される。このため、コイル飽和温度Ｔｓを正確に把握することができ、ひいては電流設定値Ｉ０を適切に設定することができる。
【０１０７】
（２ｄ）第１温度上昇値算出部６２により、通電係数Ｂと動作頻度Ｈとに基づいて、連続通電を想定して定められたコイル温度上昇値Ｔｂの暫定値Ｔｂｚが補正される。具体的には、通電係数Ｂが大きいほど暫定コイル温度上昇値Ｔｂｚを大きくし、動作頻度Ｈが高いほど暫定コイル温度上昇値Ｔｂｚを小さくする。この補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１に基づいて電流設定値Ｉ０が算出されるため、電流設定値Ｉ０を小さくして省電力化を実現することができる。
【０１０８】
（２ｅ）コイル温度上昇値Ｔｂはソレノイドコイル３２の消費電力Ｗに応じて変動するため、電流設定値Ｉ０が変更された場合には消費電力Ｗの数値も変わり、コイル温度上昇値Ｔｂも変化する。そこで、補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１に基づいて暫定電流設定値Ｉ０ｚを算出し、その上で、第２温度上昇値算出部６４により、その暫定電流設定値Ｉ０ｚにおける消費電力Ｗに応じて、コイル温度上昇値Ｔｂを再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２に補正している。この再補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ２に基づいて電流設定値Ｉ０を設定するため、電流設定値Ｉ０をより小さく設定することができ、無駄な電流をソレノイドコイル３２に流すことなく省電力化を図れる。
【０１０９】
なお、上記第２実施形態は、以下に変形例として示す形態で実施してもよい。
【０１１０】
上記第２実施形態では、暫定コイル温度上昇値Ｔｂｚが第１温度上昇値算出部６２により補正されているが、ソレノイドコイル３２への連続通電を実施する場合はかかる補正が不要となる。この場合、マイコン４６の暫定電流設定値算出部６３は、暫定コイル温度上昇値Ｔｂｚを用いて暫定電流設定値Ｉ０ｚを算出することになる。
【０１１１】
上記第２実施形態では、第２温度上昇値算出部６４によりコイル温度上昇値Ｔｂが消費電力Ｗに応じた数値に補正されているが、かかる補正は必須のものではない。第１温度上昇値算出部６２により補正された補正コイル温度上昇値Ｔｂｈ１を用いて、電流設定値Ｉ０を算出するようにしてもよい。
【０１１２】
上記第２実施形態では、最高周囲温度Ｔａがユーザにより入力される構成としたが、電磁弁マニホールド１０が設置された場所の周囲温度を最高周囲温度Ｔａとすることもできる。この場合には、温度センサ等をパラメータ入力端子６１に接続し、検出した周囲温度データが最高周囲温度Ｔａとして入力されるようにしてもよい。
【０１１３】
上記第２実施形態では、パラメータである通電係数Ｂ及び動作頻度Ｈがユーザにより入力される構成としたが、電磁弁回路４０の自動自己計測により得られたパラメータを用いてもよい。例えば、マイコン４６が有する内部カウンタと内部タイマを用いて通電状況を計測し、この計測値を内部プログラムによって変換することでパラメータを得ることができる。
【０１１４】
上記第１実施形態の変形例として信号出力端子を設けた構成を説明したが、かかる構成を採用した場合、その信号出力端子を通じて暫定コイル温度上昇値Ｔｂｚが補正された数値等を出力し、これらの演算状況を監視するようにしてもよい。
【０１１５】
上記第２実施形態では、電磁弁回路６０は上記第１実施形態の電磁弁回路４０を前提に、コイル温度の上昇を想定した電流設定値Ｉ０を設定するようにしている。すなわち、フリー電源化されるとともに、コイル温度上昇を想定してソレノイドコイル３２に流れる電流をオープンループ制御している。
【０１１６】
これに代えて、フリー電源化されず、入力電圧値Ｖｉｎが所定値に固定された電磁弁回路において、コイル温度上昇を想定した電流設定値Ｉ０を設定するようにしてもよい。具体的には、以下の構成を省略することができる。すなわち、直流電源に接続される検出端子としての分圧点５８、分圧回路４８の分圧電圧Ｖａｄを入力して入力電圧値Ｖｉｎを把握する構成、及び入力電圧値Ｖｉｎに基づいてスイッチング素子としてのＭＯＳＦＥＴ４５のオンオフをデューティ制御する構成を省略することができる。
【０１１７】
また、オープンループ制御ではなく、フィードバック制御する構成であっても、コイル温度上昇を想定した電流設定値Ｉ０を設定するようにしてもよい。こうした構成であっても、コイル温度の上昇によってソレノイドコイル３２の抵抗値が上昇し、ソレノイドコイル３２に流れる電流値が減少しても、電磁弁の駆動力が低下することを抑制することができる。
【０１１８】
［第３実施形態］
上記第１実施形態では、図２に示したように、各電磁弁ブロック１２にコネクタ接続部３６が設けられ、そこにリード線ＬのコネクタＫが接続されている。上記第２実施形態でも、各電磁弁ブロック１２において、パラメータ入力用のリード線Ｌが更に１本増加した構成となっている。このような個別配線方式では、連結する電磁弁ブロック１２の数を増加させると、その分配線が増加し、配線接続部分も連結方向に延長されて、配線の取り回しが不便となるという不都合がある。
【０１１９】
この点、従来、一方のエンドブロック１３（図２参照）の代わりに配線ブロックを設け、その配線ブロックに配線を集中させた集中配線方式の構成が知られている。この場合、配線ブロックには、フラットケーブルコネクタ型やＤサブコネクタ型の集中配線接続部が設けられている。このような構成によれば、集中配線化により配線取り回しがある程度改善される。
【０１２０】
しかしながら、この構成であっても、連結する電磁弁ブロック１２の増加に比例して配線の数が増えることに変わりはない。各電磁弁ブロック１２のそれぞれに対し、個別の通電経路によって通電させて制御する必要があるからである。そして、電磁弁ブロック１２の増加だけでなく、電磁弁マニホールド１０が複数設置されることになれば、それに伴う配線の増加もある。このため、配線の取り回しの不便さを解消する構成として、上記従来の集中配線化の構成では十分といえない。また、電磁弁マニホールド１０が組み込まれた装置の制御システムでは、配線数に比例してメモリ容量や制御プログラムの規模が増大する。さらには、配線数を減少させるべく、各電磁弁ブロック１２をシリアル通信を用いて制御することも考えられるが、処理内容が複雑化して製品コストの増加を招くという問題がある。
【０１２１】
このような問題に対処した第３実施形態として、省配線化を図った電磁弁マニホールドについて説明する。図８は、第３実施形態の電磁弁マニホールドの一部を示す分解斜視図である。なお、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略し、相違する構成を中心に説明する。
【０１２２】
図８に示すように、電磁弁マニホールド７０は、第１実施形態において示した電磁弁マニホールド１０と異なり、一方のエンドブロック１３（図２参照）に代えて配線ブロック７１が設けられている。配線ブロック７１には、電源コネクタ接続部７２及び配線接続部としての信号コネクタ接続部７３が設けられている。
【０１２３】
電源コネクタ接続部７２は配線ブロック７１の側面上部に配置され、電源配線Ｍ１の一端に設けられた電源コネクタＫｖが、側面に対する直交方向Ｙから接続されるようになっている。電源配線Ｍ１は、電源リード線Ｌｖ及び接地リード線Ｌｇを有している。
【０１２４】
一方、信号コネクタ接続部７３は、配線ブロック７１のブロック挟持面７１ａとは反対側で、側面間の略中央部に配置されている。この信号コネクタ接続部７３には、信号配線Ｍ２の一端に設けられた信号コネクタＫｓが、連結方向Ｘに沿って接続されるようになっている。信号配線Ｍ２の他端は、電磁弁マニホールド７０の外部制御機器に接続されている。信号配線Ｍ２は、電源リード線Ｌｖ、信号リード線Ｌｓ及び接地リード線Ｌｇを有している。
【０１２５】
配線ブロック７１について、さらに詳しく説明する。
【０１２６】
図９は、配線ブロック７１の分解斜視図である。この図９に示すように、配線ブロック７１は、ブロック本体７４と、配線ブロック基板７５と、電装カバー７６とが一体化されてなり、配線ブロック７１に配線ブロック基板７５が内蔵される構成となっている。ブロック本体７４には、配線ブロック基板７５を取り付ける台座として基板取付部７７が設けられている。基板取付部７７には、回路形成面７５ａをブロック挟持面７１ａと反対側に向けるようにして、配線ブロック基板７５が取り付けられている。その基板取付状態において、回路形成面７５ａに対向する側から電装カバー７６が取り付けられ、配線ブロック基板７５が電装カバー７６により覆われるようになっている。
【０１２７】
配線ブロック基板７５には、前記電源コネクタ接続部７２及び前記信号コネクタ接続部７３が設けられている。各コネクタ接続部７２，７３がそれぞれ有する端子は、配線ブロック基板７５に形成された電気回路と電気的に接続されている。また、配線ブロック基板７５において回路形成面７５ａと反対側の面には、連結コネクタ接続部７８が設けられている。連結コネクタ接続部７８は、配線ブロック基板７５に形成された電気回路と電気的に接続されている。図８に示すように、電磁弁マニホールド７０では、この連結コネクタ接続部７８は配線ブロック７１と隣接する電磁弁ブロック１２の連結コネクタ３８と接続され、さらに各電磁弁ブロック１２の連結コネクタ３８同士が接続される。そして、連結コネクタ接続部７８から各電磁弁ブロック１２に向けて電力が供給されるようになっている。
【０１２８】
なお、前記電源コネクタ接続部７２、前記信号コネクタ接続部７３及び前記連結コネクタ接続部７８は、配線ブロック基板７５の表裏面からそれぞれ突出するように設けられている。ブロック本体７４や電装カバー７６には図９に示すように透孔７４ａ，７６ａや切欠き溝７４ｂが形成され、配線ブロック７１として一体化する場合には、これらを利用して各コネクタ接続部７２，７３や連結コネクタ接続部７８を外部に露出させている。
【０１２９】
続いて、電磁弁マニホールド７０の電気的構成について説明する。図１０はその電気的構成を示す回路図である。なお、この図１０に示す電気的構成では、シングルソレノイド型の電磁弁ブロック１２Ａが６個連結されて、６個のソレノイドコイル３２を有する電磁弁マニホールド７０を想定している。
【０１３０】
図１０に示すように、電磁弁マニホールド７０の電気的構成として、各電磁弁ブロック１２に設けられた電磁弁基板３４と、前記配線ブロック７１に設けられた前記配線ブロック基板７５とを有し、その両基板３４，７５が接続されている。このうち、電磁弁基板３４には、第１実施形態の電磁弁回路４０又は第２実施形態の電磁弁回路６０が形成されている。各電磁弁回路４０，６０はそれぞれがソレノイドコイル３２と接続され、このソレノイドコイル３２に流す電流値を制御するようになっている。この点は、上記第１実施形態又は第２実施形態において説明したとおりである。
【０１３１】
一方、配線ブロック基板７５には、配線ブロック回路８０が形成されている。配線ブロック回路８０は、外部接続側において、直流電源が入力される電源端子８１ａ，８１ｂと、接地端子８２ａ，８２ｂと、信号入力端子８３とを有している。電源端子８１ａ，８１ｂ及び接地端子８２ａ，８２ｂは、電源コネクタ接続部７２に設けられた電源端子８１ａ及び接地端子８２ａと、信号コネクタ接続部７３に設けられた電源端子８１ｂ及び接地端子８２ｂとからなる。信号入力端子８３は、信号コネクタ接続部７３に設けられている。
【０１３２】
一方、電磁弁ブロック１２との接続側において、配線ブロック回路８０には複数の電磁弁接続端子８４が設けられている。電磁弁接続端子８４は連結コネクタ接続部７８に設けられており、少なくとも「ソレノイドコイル３２の個数ｎ＋１」の数を有している。なお、コイル数が異なる場合にも幅広く対応させるべく、前記「ｎ＋１」を超える数の電磁弁接続端子８４を有してもよく、その場合、前記「ｎ＋１」を超える電磁弁接続端子８４は未使用端子とされる。この実施形態では、７個の電磁弁接続端子８４を有している。
【０１３３】
各電磁弁接続端子８４のうち、一つの電磁弁接続端子８４ａは電源供給用の出力端子であり、各電源端子８１ａ，８１ｂがこの電磁弁接続端子８４ａと接続されている。なお、電源端子８１ａと電磁弁接続端子８４ａとの間には、逆流防止用のダイオード８５が設けられている。これに対し、他の電磁弁接続端子８４は接地用であり、各接地端子８２ａ，８２ｂがこれら各電磁弁接続端子８４と接続されている。
【０１３４】
電源供給用の前記電磁弁接続端子８４ａは、各電磁弁基板３４における電源端子４１と接続される。また、他の各電磁弁接続端子８４は、各電磁弁基板３４の接地端子４２と１対１の対応関係で接続される。このため、配線ブロック回路８０を通じて、電源端子８１に接続された直流電源から各電磁弁ブロック１２に電源が供給される。そして、各電磁弁ブロック１２では、各々の電磁弁回路４０を通じてソレノイドコイル３２に電力が供給される。
【０１３５】
回路構成についてさらに詳しくみると、配線ブロック回路８０は、ＭＯＳＦＥＴ８６と、マイコン８７と、定電圧回路８８と、分圧回路８９とを備えている。
【０１３６】
ＭＯＳＦＥＴ８６はｎチャンネル型であり、ソレノイドコイル３２のオンオフ制御用である第２スイッチング素子に相当する。ＭＯＳＦＥＴ８６は、少なくともソレノイドコイル３２の数と同じ数を有している。なお、コイル数が異なる場合にも幅広く対応させるべく、ソレノイドコイル３２の個数を超える数のＭＯＳＦＥＴ８６を有してもよい。その場合、コイル数を超えたＭＯＳＦＴＥ８６は未使用となる。この実施形態では、コイル数と同じ６個のＭＯＳＦＥＴ８６を有している。
【０１３７】
各ＭＯＳＦＥＴ８６は、それぞれが電源供給用の電磁弁接続端子８４ａを除く各電磁弁接続端子８４のうちの一つと、接地端子８２ａ，８２ｂとの間に接続されている。この場合、ＭＯＳＦＥＴ８６のドレインが電磁弁接続端子８４に接続され、ソースが接地端子８２ａ，８２ｂと接続されている。各ＭＯＳＦＥＴ８６のゲートは、それぞれと１対１で対応するマイコン８７の出力ポートと接続されるとともに、プルダウン抵抗９１を介して接地端子８２ａ，８２ｂと接続されている。このため、各ＭＯＳＦＥＴ８６は、対応する電磁弁回路４０のＭＯＳＦＥＴ４５と直列となって直流電源に接続されることになり、直流電源から前記ＭＯＳＦＥＴ４５への電圧の印加をそれぞれオンオフする。
【０１３８】
マイコン８７は、スイッチ制御信号を各ＭＯＳＦＥＴ８６に出力したり、その出力を停止したりして、各ＭＯＳＦＥＴ８６をそれぞれ個別にスイッチング操作するものである。ＭＯＳＦＥＴ８６のスイッチング操作により、ソレノイドコイル３２への電力供給がオンオフされる。したがって、マイコン８７はオンオフ制御用の第２スイッチ制御手段に相当する。なお、マイコン８７からスイッチ制御信号が出力されずソレノイドコイル３２への電源供給がオフの状態では、プルダウン抵抗９１によりＭＯＳＦＥＴ８６は完全にオフ状態となる。ちなみに、ここでもプルダウン抵抗９１に代えてプルアップの構成を採用することが可能である。
【０１３９】
定電圧回路８８はマイコン８７の駆動電源となる定電圧を生成する回路であり、その構成は電磁弁回路４０，６０における定電圧回路４７と同じである。すなわち、トランジスタ９２、ツェナーダイオード９３、抵抗９４、コンデンサ９５を備えるとともに、トランジスタ９２のコレクタは逆流防止用のダイオード９６を介して電源端子８１ａ，８１ｂに接続されている。この定電圧回路８８により、電源端子８１ａ，８１ｂに所定電圧が印加されると、駆動電圧Ｖｃｃが生成されてマイコン８７のＶＣＣポートに供給される。なお、マイコン８７の接地ポート（ＧＮＤポート）は接地端子８２ａ，８２ｂと接続されている。
【０１４０】
分圧回路８９は、マイコン８７に入力される信号電圧Ｖｓを生成する回路である。分圧回路８９の一端は、逆流防止用のダイオード９７を介して信号入力端子８３と接続され、分圧回路８９の他端は接地端子８２ａ，８２ｂと接続されている。分圧回路８９は互いに直列に接続された２つの分圧抵抗９８，９９を備えており、第１の分圧抵抗９８と第２の分圧抵抗９９との間の分圧点がマイコン８７の信号入力ポート（ＩＮポート）と接続されている。信号入力端子８３に入力された信号電圧はこれら両分圧抵抗９８，９９により分圧され、その分圧された信号電圧Ｖｓがマイコン８７に入力される。なお、２つの分圧抵抗９８，９９の分圧比は、マイコン８７の駆動電圧Ｖｃｃと同電位の電圧が生成される値に設定されている。
【０１４１】
続いて、上記構成を備えた電磁弁マニホールド７０の制御について説明する。この制御にあたっては、ユーザによる操作装置や、電磁弁マニホールド７０が組み込まれた装置の制御部等といった外部制御機器が必要となる。図１１は、外部制御機器を含めた制御システムについて、その制御処理の説明に必要な各構成を簡略化して示す機能ブロック図である。なお、６個のソレノイドコイル３２それぞれをＳＯＬ１〜ＳＯＬ６と略して示し、個々のソレノイドコイル３２を区別する。
【０１４２】
図１１に示すように、外部制御機器ＧＫは、ソレノイドコイルＳＯＬ１〜ＳＯＬ６への通電を制御すべく、パルス信号である制御信号ＳＩＧを出力する。この制御信号ＳＩＧは、信号リード線Ｌｓを通じて配線ブロック基板７５に入力され、さらに前記分圧回路８９で分圧されてマイコン８７に信号電圧Ｖｓとして入力される。
【０１４３】
マイコン８７は、外部制御機器ＧＫから出力された制御信号ＳＩＧの立ち上がりを検知すると、通電のオンオフ切替が必要なソレノイドコイル３２に対応するＭＯＳＦＥＴ８６に向けて、スイッチ制御信号を出力したり、その出力を停止したりする。スイッチ制御信号の出力によりＭＯＳＦＥＴ８６がオン状態となれば、直流電源Ｄからソレノイドコイル３２に電力が供給される。一方、スイッチ制御信号の出力が停止されてＭＯＳＦＥＴ８６がオフ状態となると、ソレノイドコイル３２への電力供給が停止される。このようにソレノイドコイル３２への通電がオンオフ制御されると、各電磁弁ブロック１２の出力ポート３７では、第１実施形態にて説明したように、作動エアの出力状態が切り替わる。
【０１４４】
ここで、制御信号ＳＩＧの立ち上がりを検知した際に、全てのソレノイドコイルＳＯＬ１〜ＳＯＬ６のうち、いずれに対して通電のオンオフを切り替えるかは、マイコン８７の内部メモリ８７ａに予め記憶された動作パターン情報に基づいて選択する。動作パターン情報では、複数のソレノイドコイル３２の駆動段階を表す複数のステップと、ステップごとにおける各ソレノイドコイル３２のオンオフ状態とが関連付けられている。すなわち、どのステップにおいて、どのソレノイドコイル３２がオン又はオフされるかがパターン化されている。したがって、マイコン８７は、動作パターン設定手段に相当する。
【０１４５】
図１２は、その動作パターンの一例を示す表である。この図１２に示すパターン例によれば、例えば、ステップ１〜１２のうち、ステップ６ではソレノイドコイルＳＯＬ１のみがオフ状態とされ、残りのソレノイドコイルＳＯＬ２〜ＳＯＬ６がすべてオン状態とされる。なお、図１２の動作パターン情報はあくまで例示である。ステップ数やオンオフ態様は任意であり、ユーザの所望により設定される。また、所定の動作パターン情報を設定して内部メモリ８７ａに記憶した後でも、書き込み装置を用いることで別の動作パターン情報に変更することが可能である。
【０１４６】
図１３は、図１２に例示した動作パターン情報に基づく通電制御を示すタイムチャートである。外部制御機器ＧＫは、同図に示すように、均一のハイレベル区間を有するパルス信号を制御信号ＳＩＧ１として出力する。パルス信号とパルス信号との間隔は、それぞれのステップにおけるオンオフ状態の継続時間によって定まるものであり、その継続時間は外部制御機器ＧＫにおいて予め設定されている。
【０１４７】
マイコン８７が最初の立ち上がりｔ１−１を検知すると、各ソレノイドコイルＳＯＬ１〜ＳＯＬ６を動作パターン情報におけるステップ１の状態に切り替える。すなわち、全てのソレノイドコイルＳＯＬ１〜ＳＯＬ６が非通電（オフ）となっている初期状態から、ソレノイドコイルＳＯＬ５，ＳＯＬ６を通電（オン）状態に切り替える。この場合、ソレノイドコイルＳＯＬ５，ＳＯＬ６に対応するＭＯＳＦＥＴ８６に対し、スイッチ制御信号を出力してそれをオンすることで、ソレノイドコイルＳＯＬ５，ＳＯＬ６が通電状態に切り替えられる。次のステップ２への切替があるまで、このステップ１の状態を継続する。
【０１４８】
なお、通電状態では、電磁弁回路４０，６０が入力電圧値Ｖｉｎに応じたオープンループによるＰＷＭ制御を実施し、電流設定値Ｉ０の電流が流れるように制御している。この点は、第１実施形態及び第２実施形態において説明した通りである。
【０１４９】
その後、マイコン８７が次の立ち上がりｔ２−１を検知すると、各ソレノイドコイルＳＯＬ１〜ＳＯＬ６を動作パターン情報におけるステップ２の状態に切り替える。すなわち、前記ステップ１の状態では非通電状態であったソレノイドコイルＳＯＬ１，ＳＯＬ３を、通電状態に切り替える。そして、次のステップ３への切替があるまで、このステップ２の状態を継続する。
【０１５０】
こうしてマイコン８７は、最終ステップであるステップ１２の状態となるまで、制御信号ＳＩＧ１の立ち上がりを新たに検知するたび、動作パターン情報における後続のステップの状態に切り替える。そして、ステップ１２の状態の後に、新たな制御信号ＳＩＧ１の立ち上がりｔ１−２を検知すると、ステップ数の繰り上がりをリセットして再びステップ１の状態に切り替える。こうして、制御信号ＳＩＧ１の入力がある限り、ステップ１からステップ１２の状態への切り替えを繰り返し実行する。
【０１５１】
以上詳述した第３実施形態によれば、以下に示す有利な効果が得られる。
【０１５２】
（３ａ）配線ブロック回路８０により、各電磁弁ブロック１２への電源供給をオンオフ制御する集中配線方式において、そのオンオフ切替は外部制御機器ＧＫからの制御信号ＳＩＧの立ち上がり検知によって行われる。この場合、電磁弁制御用の信号リード線Ｌｓは、１つの電磁弁マニホールド７０に対し、制御信号ＳＩＧを送信する１本の配線で足りる。仮に電磁弁ブロック１２の数が増減しても、信号リード線Ｌｓが１本で足りることに変わりはない。これにより、特別な制御装置や周辺機器等を用いることなく信号リード線Ｌｓの数を減らして、省配線化できる。この省配線化により、製造コストの削減、配線のための工数減、配線用スペースの省スペース化による装置小型化等を実現できる。
【０１５３】
（３ｂ）パルス信号である制御信号ＳＩＧの立ち上がりを検知すると、動作パターン情報に基づいて、電磁弁マニホールド７０が有するすべてのソレノイドコイル３２は、次のステップのオンオフ状態に一斉に切り替えられる。このように各ソレノイドコイル３２のオンオフ状態が同期して切り替えられるため、例えば半導体実装装置等のように、複数の電磁弁ブロック１２について作動エアの出力状態を同一タイミングで切り替えて使用する場合に、好適となる。
【０１５４】
（３ｃ）従来のように、外部制御機器ＧＫから個々の信号線を通じて電磁弁ブロック１２ごと個別に制御信号を出力する構成では、通電のオンオフを同一タイミングで制御しようとしても、制御信号ごとにその出力のズレが生じるという不都合がある。これに対し、第３実施形態では、１つの制御信号ＳＩＧの立ち上がりに伴い、後続のステップにおけるオンオフ状態に切り替えるべく、マイコン８７が一斉にスイッチ制御信号を送信する。このため、同期が得られやすい。
【０１５５】
なお、上記第３実施形態は、以下に変形例として示す形態で実施してもよい。
【０１５６】
上記第３実施形態では、上記第１実施形態及び第２実施形態の構成を利用し、電磁弁ブロック１２の電磁弁基板３４に、フリー電源化された電磁弁回路４０，６０が形成されている。これに代えて、配線ブロック回路８０に、フリー電源化された電磁弁回路としての機能を付与した構成を採用してもよい。この場合、配線ブロック回路８０が電磁弁駆動回路となる。
【０１５７】
図１４は、そのような配線ブロック回路を有する電磁弁マニホールドの電気的構成を示す回路図である。上記第３実施形態における電磁弁マニホールド７０の電気的構成との相違点を中心に、以下説明する。
【０１５８】
同図に示すように、配線ブロック回路１０１がフリー電源回路機能を有して電磁弁回路としての機能を果たすことから、上記第３実施形態とは異なり、電磁弁基板３４に電磁弁回路４０，６０を形成する必要がない。このため、電磁弁基板３４には、電源入力側とコイル側との端子同士を電気的につなぐ通電経路が形成されるだけとなっている。なお、電磁弁基板３４に、通電状態を報知すべくＬＥＤ等の素子よりなる回路を形成してもよい。
【０１５９】
次に、配線ブロック回路１０１は、その電源コネクタＫｖにパラメータ入力端子１０２を備えている。これは、上記第２実施形態及び第３実施形態において電磁弁回路６０に設けられていたものである。パラメータ入力端子１０２は、マイコン８７のパラメータ入力ポート（ＰＭポート）と接続されている。このパラメータ入力端子１０２に外部制御機器ＧＫが接続され、その外部制御機器ＧＫを用いてマイコン８７に必要なパラメータ（前述した通電係数Ｂ等）が入力される。
【０１６０】
また、配線ブロック回路１０１には、マイコン８７が入力電圧値Ｖｉｎを把握するための分圧回路１０３も設けられている。分圧回路１０３は電磁弁回路４０，６０における分圧回路４８に相当するもので、互いに直列に接続された２つの分圧抵抗１０４，１０５を備えている。電源端子８１ａに接続された直流電源の電圧が分圧され、その分圧電圧ＶａｄがＡＤポートに入力されることによりマイコン８７は入力電圧値Ｖｉｎを把握する。
【０１６１】
この配線ブロック回路１０１では、マイコン８７は、まず、ＭＯＳＦＥＴ８６のスイッチング操作により通電のオンオフを制御する通電切替機能を有している。これは、もともとマイコン８７が有している機能である。これに加え、マイコン８７は、通電切替機能により通電状態とする場合において、ＭＯＳＦＥＴ８６のスイッチング操作により、ソレノイドコイル３２に流す電流値を制御する電流制御機能も有している。この電流制御機能は、上記第１実施形態及び第２実施形態の電磁弁回路４０，６０が有していたマイコン４６の機能である。
【０１６２】
したがって、マイコン８７がＭＯＳＦＥＴ８６をオンすべくスイッチ制御信号を出力する場合、そのスイッチ制御信号はＭＯＳＦＥＴ８６をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御信号として出力する。すなわち、マイコン８７は、入力電圧値Ｖｉｎに基づいてデューティ比が調整されたスイッチ制御信号を出力し、電流設定値Ｉ０の電流がソレノイドコイル３２に流れるようにＭＯＳＦＥＴ８６のスイッチング操作を制御する。
【０１６３】
この配線ブロック回路１０１を用いた構成によれば、電磁弁基板３４に形成される回路構成を、電磁弁回路４０，６０よりもさらに簡素化することができる。これにより、電磁弁基板３４において回路実装面積をさらに小さくして、電磁弁基板３４の小型化を実現できる。また、電磁弁基板３４の電磁弁回路４０，６０と配線ブロック基板７５の配線ブロック回路８０とで、ＭＯＳＦＥＴ４５，８６やマイコン４６，８７等の素子が重複して設けられていたが、こらの素子は一つで足りることになる。これにより、部品点数を削減して製造コストを削減することができる。
【０１６４】
さらに、上記第３実施形態では、電流設定値Ｉ０の温度補正を可能とする電磁弁回路６０を用いる場合、各電磁弁ブロック１２の電磁弁基板３４ごとに設けられたパラメータ入力端子６１により、パラメータを入力することが必要となる。これでは、パラメータ入力に関しての省配線化を実現できない。これに対して、上記変形例の構成では、パラメータ入力を一元化することができるため、電流設定値Ｉ０の温度補正を可能とする構成において、さらに省配線化することができる。
【０１６５】
なお、この変形例では、ＭＯＳＦＥＴ８６はオンオフ制御用と電流制御用との両機能を有するスイッチング素子に相当し、マイコン８７はオンオフ制御用と電流制御用との両機能を有するスイッチ制御手段に相当する。また、マイコン８７は入力電圧検出手段にも相当する。
【０１６６】
上記第３実施形態では、マイコン８７は制御信号ＳＩＧの立ち上がりを検知した場合に、次のステップへ切り替えているが、制御信号ＳＩＧの立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方を検知した場合にそれを行うようにすれば足りる。立ち上がり及び立ち下がりの両方を検知した場合の例を、前記図１３に示すタイムチャートに示している。
【０１６７】
同図に示すように、この場合の制御信号ＳＩＧ２は、立ち上がりを検知する制御信号ＳＩＧ１と異なり、１パルスごとのハイレベル区間の長さが異なっている。このハイレベル区間の長さや、パルス信号とバルス信号との間隔は、それぞれのステップにおけるオンオフ状態の継続時間によって定まる。そして、マイコン８７が立ち上がりを検知するとステップの切り替えを実行し、それに続く立ち下がりを検知すると次のステップに切り替える。また、立ち上がり検知とする動作モードと、立ち上がり及び立ち下がり検知とする動作モードとのいずれかを、電磁弁マニホールド７０の使用状況次第でユーザにより選択可能としてもよい。
【０１６８】
上記第３実施形態では、最終のステップ１２まで順次ステップ番号を繰り上げた後に最初のステップ１に戻しているが、最終のステップ１２に至る前にステップ番号をリセットするようにしてもよい。ステップ番号をリセットする条件としては、例えば、図１５（ａ）に示すように、マイコン８７への電源入力がオフとなったことを採用することができる。また、図１５（ｂ）に示すように、制御信号ＳＩＧ２のパルス出力停止が所定時間Ｓを超えて継続したことを採用することもできる。なお、後者の条件については、制御信号ＳＩＧ２のパルス出力が所定時間継続した場合にリセットするようにしてもよい。
【０１６９】
上記第３実施形態では、電磁弁基板３４に形成される電磁弁回路として、上記第１及び上記第２実施形態の電磁弁回路４０，６０、すなわち、フリー電源化されるとともに、ソレノイドコイル３２に流れる電流をオープンループ制御する構成を前提としている。これに代えて、フリー電源化されず、入力電圧値Ｖｉｎが所定値に固定された構成で、制御信号ＳＩＧの検知により動作パターン情報における次のステップへ切り替える電磁弁回路を採用してもよい。また、オープンループ制御ではなく、フィードバック制御する構成であっても、制御信号ＳＩＧの検知により動作パターン情報における次のステップへ切り替える構成を採用することができる。
【０１７０】
上記第３実施形態では、第２スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ８６が用いられているが、これに代えて、バイポーラトランジスタ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１７１】
１０，７０…電磁弁マニホールド（電磁弁ユニット）、１２…電磁弁ブロック、３２…ソレノイドコイル、４０，６０…電磁弁回路（電磁弁駆動回路）、４１…電源端子、４５…ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子、第１スイッチング素子）、４６…マイコン（入力電圧検出手段、スイッチ制御手段、第１スイッチ制御手段、電流値設定手段）、５６，５７…分圧抵抗、５８…分圧点（検出端子）、６２…第１温度上昇値算出部（第１温度上昇値補正手段）、６４…第２温度上昇値算出部（第２温度上昇値補正手段）、７１…配線ブロック、７３…信号コネクタ接続部（配線接続部）、８０…配線ブロック回路、８６…ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子、第２スイッチング素子）、８７…マイコン（入力電圧検出手段、スイッチ制御手段、第２スイッチ制御手段、動作パターン設定手段）。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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