(57)【要約】【課題】誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる駆動制御回路及びこれを備えた分析装置を提供する。【解決手段】誘導性負荷の温度又はその周囲温度を温度センサ９により検知し、温度センサ９からの入力信号に基づいて通電許容時間又は通電禁止時間を設定する。設定された通電許容時間又は通電禁止時間に基づいて、通電制御回路７２が誘導性負荷への通電を制御する。誘導性負荷に通電しているときに、通電許容時間が経過した時点で誘導性負荷への通電を停止すれば、誘導性負荷の焼損や過熱が生じる前に通電を停止することができる。一方、誘導性負荷に通電していないときに、通電禁止時間が経過するまで誘導性負荷への通電を禁止すれば、通電が停止された後、誘導性負荷の冷却に必要な時間が経過する前に通電が開始されることがないため、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる。【選択図】  図２
2015130458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導性負荷の駆動を制御するための駆動制御回路であって、
前記誘導性負荷の温度又はその周囲温度を検知するための温度センサと、
前記誘導性負荷への通電を制御するための通電制御部と、
前記温度センサからの入力信号に基づいて、前記誘導性負荷への通電を許容する通電許容時間、及び、前記誘導性負荷への通電を禁止する通電禁止時間の少なくとも一方を設定する通電設定処理部とを備え、
前記通電制御部は、前記誘導性負荷に通電しているときに、前記通電許容時間が経過した時点で前記誘導性負荷への通電を停止する処理、及び、前記誘導性負荷に通電していないときに、前記通電禁止時間が経過するまで前記誘導性負荷への通電を禁止する処理の少なくとも一方を行うことを特徴とする駆動制御回路。
【請求項２】
前記温度センサからの入力信号を所定の閾値と比較することにより、その差分を算出する差分算出処理部をさらに備え、
前記通電設定処理部は、前記差分算出処理部により算出された差分に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御回路。
【請求項３】
前記温度センサからの入力信号を複数の閾値と比較する比較処理部をさらに備え、
前記通電設定処理部は、前記比較処理部による比較結果に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御回路。
【請求項４】
前記温度センサは、前記誘導性負荷の周囲温度を検知するためのものであり、
前記通電設定処理部は、前記誘導性負荷への通電を開始する際に、前記温度センサからの入力信号、前記温度センサからの入力信号に基づいて前記誘導性負荷の温度を予測するためのパラメータテーブル、前回の前記誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の前記誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、前記通電許容時間を設定することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の駆動制御回路と、
前記駆動制御回路により駆動が制御される誘導性負荷とを備えたことを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導性負荷の駆動を制御するための駆動制御回路及びこれを備えた分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば全窒素全りん計、蛍光Ｘ線分析装置、分光光度計といった分析装置においては、モータ又は電磁弁などのアクチュエータの状態を保持するために誘導性負荷に通電が行われる場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。誘導性負荷は、コイル又はソレノイドなどからなり、誘導性負荷への通電状態を変化させることにより、電磁エネルギーを機械運動に変換することができる。
【０００３】
誘導性負荷への通電を行う場合には、誘導性負荷自体の電気抵抗により銅損が発生し発熱する。また、誘導性負荷への通電状態を変化させる場合には、磁束密度の変動に伴って鉄損（ヒステリシス損及び渦電流損）が発生し発熱する。このような発熱により、アクチュエータの各部の温度が上昇することとなるが、温度上昇が大きい場合には、誘導性負荷の焼損や、その他の構成部材（磁性材料や絶縁材料）の不可逆的な変性により、機能の劣化を招くおそれがある。
【０００４】
そこで、上記のような問題を解決するために、例えばアクチュエータが発熱しにくい構造を採用したり、アクチュエータが発熱しにくい制御を行ったりする場合がある。アクチュエータが発熱しにくい構造としては、誘導性負荷を大型化することにより電流容量を大きくしたり、熱をアクチュエータの外部に逃がしやすい構造や熱伝導性が高い材料を採用するなどの熱設計を行ったり、アクチュエータを冷却ファンで空冷したりすることが考えられる。
【０００５】
また、ソレノイドなどにおいては、例えばラッチ構造のように、通電を停止しても状態を保持することができるような構造を採用することにより、発熱量を低減することも可能である。この場合、例えばボール、圧縮ばね及びねじなどを用いたボールプランジャ機構を採用することが考えられる。
【０００６】
一方、アクチュエータが発熱しにくい制御としては、例えば駆動信号を受けて充電が開始されるＣＲ時定数回路により、誘導性負荷への通電時間を制限することが考えられる（例えば、下記特許文献２参照）。また、ソレノイドなどにおいては、吸引時には連続通電を行う一方で、状態を保持する際にはパルス電流に切り替えることも考えられる（例えば、下記特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０４１８号公報
【特許文献２】実開昭６２−１２９１３号公報
【特許文献３】実開平５−２５７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、アクチュエータが発熱しにくい構造を採用した場合には、以下のような問題が生じる場合がある。まず、誘導性負荷を大型化した場合には、製品の小型化が妨げられるという問題がある。また、アクチュエータの表面から熱が放出されるような構造の場合には、周囲の温度が上昇することにより、製品の構成部品からガスが放出されるおそれがある。
【０００９】
この場合、例えば上記特許文献１のように、分光光度計における光量調整用スリット機構にアクチュエータを用いた構成では、熱により製品の構成部品から放出されたガスが、分析結果に影響を与えるおそれがある。また、アクチュエータの表面が高温になることにより、製品の使用者が火傷するのを防止するための機構を設けるなど、安全面での配慮が必要となる場合もある。
【００１０】
一方、アクチュエータが発熱しにくい制御を行った場合には、以下のような問題が生じる場合がある。まず、ＣＲ時定数回路などを用いて誘導性負荷への通電時間を制限する場合には、設定された通電時間が経過して通電が停止された後、誘導性負荷の冷却に必要な時間が経過する前に通電指示を受ける可能性がある。
【００１１】
この場合、誘導性負荷の焼損や過熱を防止することができないという問題がある。特に、設定された通電時間が経過した直後に通電指示を受けた場合には、誘導性負荷を冷却することができず、上記のような問題が生じやすい。また、アクチュエータを使用する製品の周囲温度が上昇した場合などには、設定された通電時間が適切ではなくなる場合もある。
【００１２】
ソレノイドなどにおいて状態を保持する際にパルス電流を用いる場合には、パルス電流のデューティ比を適切に設定することが難しいという問題がある。すなわち、ソレノイドの焼損を防止するためにパルス電流のデューティ比を下げ過ぎた場合には、要求される状態保持力が得られないおそれがある。一方、要求される状態保持力を発生させるためにパルス電流のデューティ比を上げ過ぎた場合には、ソレノイドの焼損を防止することができないおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる駆動制御回路及びこれを備えた分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る駆動制御回路は、誘導性負荷の駆動を制御するための駆動制御回路であって、前記誘導性負荷の温度又はその周囲温度を検知するための温度センサと、前記誘導性負荷への通電を制御するための通電制御部と、前記温度センサからの入力信号に基づいて、前記誘導性負荷への通電を許容する通電許容時間、及び、前記誘導性負荷への通電を禁止する通電禁止時間の少なくとも一方を設定する通電設定処理部とを備え、前記通電制御部は、前記誘導性負荷に通電しているときに、前記通電許容時間が経過した時点で前記誘導性負荷への通電を停止する処理、及び、前記誘導性負荷に通電していないときに、前記通電禁止時間が経過するまで前記誘導性負荷への通電を禁止する処理の少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、誘導性負荷の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間又は通電禁止時間に基づいて、誘導性負荷への通電を制御することができる。誘導性負荷に通電しているときに、通電許容時間が経過した時点で誘導性負荷への通電を停止すれば、誘導性負荷の焼損や過熱が生じる前に通電を停止することができる。一方、誘導性負荷に通電していないときに、通電禁止時間が経過するまで誘導性負荷への通電を禁止すれば、通電が停止された後、誘導性負荷の冷却に必要な時間が経過する前に通電が開始されることがないため、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる。
【００１６】
特に、通電許容時間又は通電禁止時間が、温度センサにより検知される誘導性負荷の温度又はその周囲温度に基づいて自動的に設定されるため、周囲温度が変化した場合であっても適切な通電時間を確保することができ、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる。
【００１７】
前記駆動制御回路は、前記温度センサからの入力信号を所定の閾値と比較することにより、その差分を算出する差分算出処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記通電設定処理部は、前記差分算出処理部により算出された差分に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定してもよい。
【００１８】
このような構成によれば、温度センサからの入力信号と所定の閾値との差分に基づいて、誘導性負荷の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間又は通電禁止時間を適切に設定することができる。
【００１９】
前記駆動制御回路は、前記温度センサからの入力信号を複数の閾値と比較する比較処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記通電設定処理部は、前記比較処理部による比較結果に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定してもよい。
【００２０】
このような構成によれば、温度センサからの入力信号と複数の閾値との比較結果に基づいて、温度センサからの入力信号と近似する閾値を特定し、その閾値に基づいて誘導性負荷の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間又は通電禁止時間を適切に設定することができる。
【００２１】
前記温度センサが、前記誘導性負荷の周囲温度を検知するためのものである場合、前記通電設定処理部は、前記誘導性負荷への通電を開始する際に、前記温度センサからの入力信号、前記温度センサからの入力信号に基づいて前記誘導性負荷の温度を予測するためのパラメータテーブル、前回の前記誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の前記誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、前記通電許容時間を設定してもよい。
【００２２】
このような構成によれば、誘導性負荷への通電を開始する際に、前回の誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、現在の誘導性負荷の温度を特定することができる。そして、特定した現在の誘導性負荷の温度と、温度センサにより検知される誘導性負荷の周囲温度と、パラメータテーブルとに基づいて、その後の誘導性負荷の温度を予測することができるため、通電許容時間を適切に設定することができる。このような構成は、誘導性負荷の周囲温度が変化しやすい環境である場合に適している。
【００２３】
本発明に係る分析装置は、前記駆動制御回路と、前記駆動制御回路により駆動が制御される誘導性負荷とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、誘導性負荷からの熱により製品の構成部品からガスが放出されるのを防止することができるため、当該ガスが分析結果に影響を与えることがなく、良好に分析を行うことができる。
【００２５】
特に、屋外に設置される分析装置（例えば全窒素全りん計）や、屋内でも空調設備のない環境に設置される分析装置などのように、周囲温度が変化しやすい環境に設置される分析装置においては、上記のように、通電設定処理部が、温度センサからの入力信号、パラメータテーブル、前回の前記誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の前記誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、通電許容時間を設定するような構成が適している。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、誘導性負荷の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間又は通電禁止時間に基づいて、誘導性負荷への通電を制御することができるため、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。
【図２】駆動制御回路の構成例を示したブロック図である。
【図３】図２の通電制御回路の構成例を示したブロック図である。
【図４】ソレノイドに通電しているときに通電制御回路により行われる処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】ソレノイドに通電していないときに通電制御回路により行われる処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】別の実施形態に係る駆動制御回路の構成例を示したブロック図である。
【図７】図６の通電制御回路の構成例を示したブロック図である。
【図８】さらに別の実施形態に係る駆動制御回路の構成例を示したブロック図である。
【図９】演算部が通電許容時間を算出する際の態様について説明するための図であり、ソレノイドの温度と時間との関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。この分析装置は、例えば分光光度計であり、光源１、回折格子２、スリット機構３、試料室４、検出器５、アクチュエータ６及び駆動制御回路７などを備えている。ただし、本発明は、分光光度計に限らず、他のあらゆる分析装置に適用可能である。
【００２９】
上記のような構成部品のうち、例えば光源１、回折格子２、スリット機構３、試料室４、検出器５及びアクチュエータ６は、暗箱８内に収容されている。暗箱８内には、外部からの光が入射しないように構成されている。
【００３０】
光源１から照射された光は、回折格子２において波長ごとの光に分光される。スリット機構３には、回折格子２からの光を通過させるためのスリットが形成されたスリット板３１が備えられている。スリット板３１は、回折格子２からの光の光軸に対して交差する方向に変位可能となっており、当該スリット板３１を変位させることにより、スリットを通過する光の光量を調整することができる。スリット機構３を通過した光は、試料室４内の試料に照射され、試料からの透過光又は反射光が検出器５により検出される。
【００３１】
アクチュエータ６は、電磁エネルギーを機械運動に変換することにより、スリット機構３のスリット板３１を変位させるためのものであり、誘導性負荷としてのソレノイド６１を備えている。ソレノイド６１は、円筒状に巻回されたコイルからなり、通電を行うことにより内部に磁場が発生する。ソレノイド６１の内部には鉄芯（図示せず）が設けられており、ソレノイド６１への通電状態を変化させることにより、鉄芯を磁力によって吸引することができる。ソレノイド６１の駆動は、駆動制御回路７により制御される。
【００３２】
図２は、駆動制御回路７の構成例を示したブロック図である。この例では、駆動制御回路７が論理回路により構成されており、駆動回路７１、通電制御回路７２、差分回路７３及び閾値電圧生成回路７４などを備えている。ただし、駆動制御回路７は、論理回路により構成されるものに限らず、以下に説明するような処理をＣＰＵが行うような構成であってもよい。
【００３３】
駆動回路７１は、ソレノイド６１に駆動電流を供給して駆動させるための回路である。通電制御回路７２は、通電指示信号に基づいて駆動回路７１に通電信号を入力することにより、駆動回路７１からソレノイド６１に駆動電流を供給させることができる。通電指示信号は、分析装置内の処理又は外部からの指示に基づいて通電制御回路７２に入力される。
【００３４】
本実施形態では、ソレノイド６１への通電を継続する時間の最大値（通電許容時間）、及び、ソレノイド６１への通電を禁止する時間の最小値（通電禁止時間）を設定することができる。これにより、通電制御回路７２は、通電指示信号、通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、駆動回路７１への通電信号の入力を切り替えるようになっている。
【００３５】
具体的には、通電指示信号が入力された場合に、通電制御回路７２は、通電禁止時間内でなければ駆動回路７１に通電信号を入力する。その後、通電指示信号が入力されている間は、通電許容時間が経過しない限り、通電制御回路７２から駆動回路７１に通電信号が入力される。通電許容時間内であっても、通電指示信号の入力が停止されれば、通電制御回路７２から駆動回路７１への通電信号の入力は停止される。
【００３６】
通電制御回路７２は、差分回路７３からの入力信号に基づいて、上記のような処理を行うことができる。差分回路７３は、温度センサ９からの入力信号を所定の閾値（電圧値）と比較することにより、その差分を算出する差分算出処理部である。上記閾値は、予め定められた値として、差分回路７３に対応付けられた閾値電圧生成回路７４により生成される。
【００３７】
温度センサ９は、アクチュエータ６自体に備えられることにより、ソレノイド６１の温度を直接検知することができるものであってもよいし、ソレノイド６１の周囲（例えば暗箱８の内部又は外部）に設けられることにより、周囲温度を検知することができるものであってもよい。上記閾値は、温度センサ９がソレノイド６１の温度を直接検知するものであるか、又は、ソレノイド６１の周囲温度を検知するものであるかに応じて、異なる態様で設定することができる。
【００３８】
例えば、温度センサ９がソレノイド６１の温度を直接検知するものである場合には、温度センサ９による検知温度とソレノイド６１が許容される最高温度に到達するまでの時間との関係、並びに、温度センサ９による検知温度とソレノイド６１の温度が元の温度まで低下する時間との関係が、それぞれ第１パラメータテーブルとして予め作成され、その第１パラメータテーブルに基づいて上記閾値が設定されてもよい。
【００３９】
一方、温度センサ９がソレノイド６１の周囲温度を検知するものである場合には、温度センサ９による検知温度とソレノイド６１の単位時間当たりの温度上昇量との関係、並びに、温度センサ９による検知温度とソレノイド６１の単位時間当たりの温度低下量との関係が、それぞれ第２パラメータテーブルとして予め作成され、第１パラメータテーブル及び第２パラメータテーブルに基づいて上記閾値が設定されてもよい。
【００４０】
図３は、図２の通電制御回路７２の構成例を示したブロック図である。通電制御回路７２には、例えば通電許容時間選択回路７２ａ、通電禁止時間選択回路７２ｂ、通電許容時間出力回路７２ｃ、通電禁止時間出力回路７２ｄ、通電許可判定回路７２ｅ及び通電信号生成回路７２ｆが含まれている。
【００４１】
ここで、通電許可判定回路７２ｅ及び通電信号生成回路７２ｆは、ソレノイド６１への通電を制御するための通電制御部を構成している。また、通電許容時間選択回路７２ａ、通電禁止時間選択回路７２ｂ、通電許容時間出力回路７２ｃ及び通電禁止時間出力回路７２ｄは、温度センサ９からの入力信号に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する通電設定処理部を構成している。
【００４２】
通電信号生成回路７２ｆは、通電信号を生成して駆動回路７１に入力することにより、駆動回路７１からソレノイド６１に駆動電流を供給させる。通電許可判定回路７２ｅは、通電信号生成回路７２ｆに通電信号を生成させてソレノイド６１への通電を許可するか、又は、通電信号生成回路７２ｆに通電信号を生成させずにソレノイド６１への通電を禁止するかを判定する。
【００４３】
通電許容時間選択回路７２ａ及び通電禁止時間選択回路７２ｂには、温度センサ９からの入力信号と閾値電圧生成回路７４により生成された閾値との差分が、差分回路７３から入力される。通電許容時間出力回路７２ｃには、それぞれ異なる通電許容時間を生成する複数の通電許容時間生成回路７２ｇが含まれている。また、通電禁止時間出力回路７２ｄには、それぞれ異なる通電禁止時間を生成する複数の通電禁止時間生成回路７２ｈが含まれている。
【００４４】
通電許容時間選択回路７２ａは、差分回路７３から入力される差分をＡＤ変換し、その差分に応じた通電許容時間生成回路７２ｇを選択する。これにより、選択された通電許容時間生成回路７２ｇにより生成される通電許容時間が、通電許容時間出力回路７２ｃから通電許可判定回路７２ｅに入力（設定）される。
【００４５】
このとき、温度センサ９からの入力信号と閾値電圧生成回路７４により生成された閾値との差分が大きいほど、すなわち閾値よりもソレノイド６１の温度が高いほど、通電許容時間が短い時間に設定される。通電許容時間出力回路７２ｃからの通電許容時間の出力には、例えばＣＲ時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
【００４６】
通電許容時間生成回路７２ｇは、通電指示信号が入力された場合に通電許容時間を生成する。通電許可判定回路７２ｅは、通電指示信号が入力されている間、通電許容時間が経過していなければ、通電信号生成回路７２ｆに通電信号を生成させてソレノイド６１への通電を許可する。また、通電許容時間が経過した場合には、通電許可判定回路７２ｅが通電信号生成回路７２ｆに通電信号を生成させずにソレノイド６１への通電を禁止する。
【００４７】
通電禁止時間選択回路７２ｂは、差分回路７３から入力される差分をＡＤ変換し、その差分に応じた通電禁止時間生成回路７２ｈを選択する。これにより、選択された通電禁止時間生成回路７２ｈにより生成される通電禁止時間が、通電禁止時間出力回路７２ｄから通電許可判定回路７２ｅに入力（設定）される。
【００４８】
このとき、温度センサ９からの入力信号と閾値電圧生成回路７４により生成された閾値との差分が大きいほど、すなわち閾値よりもソレノイド６１の温度が高いほど、通電禁止時間が長い時間に設定される。通電禁止時間出力回路７２ｄからの通電禁止時間の出力には、例えばＣＲ時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
【００４９】
通電禁止時間生成回路７２ｈは、通電指示信号の入力が停止された場合に通電禁止時間を生成する。通電許可判定回路７２ｅは、通電指示信号が入力されたときに、通電禁止時間が経過していなければ、通電信号生成回路７２ｆに通電信号を生成させずにソレノイド６１への通電を禁止する。また、通電禁止時間が経過している場合には、通電許可判定回路７２ｅが通電信号生成回路７２ｆに通電信号を生成させてソレノイド６１への通電を許可する。
【００５０】
このように、通電設定処理部としての通電許容時間選択回路７２ａ、通電禁止時間選択回路７２ｂ、通電許容時間出力回路７２ｃ及び通電禁止時間出力回路７２ｄは、差分回路７３により算出された差分に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する。そして、設定された通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、通電制御部としての通電許可判定回路７２ｅ及び通電信号生成回路７２ｆが、ソレノイド６１への通電を制御する。
【００５１】
具体的には、ソレノイド６１に通電しているときには、通電許容時間が経過した時点でソレノイド６１への通電を停止する処理が行われる。一方、ソレノイド６１に通電していないときには、通電禁止時間が経過するまでソレノイド６１への通電を禁止する処理が行われる。
【００５２】
図４は、ソレノイド６１に通電しているときに通電制御回路７２により行われる処理の流れを示したフローチャートである。また、図５は、ソレノイド６１に通電していないときに通電制御回路７２により行われる処理の流れを示したフローチャートである。図４及び図５に示すように、通電制御回路７２は、ソレノイド６１に通電しているときと、ソレノイド６１に通電していないときとで、それぞれ異なる処理を行うようになっている。
【００５３】
すなわち、ソレノイド６１に通電しているときには、通電指示信号がオフとなるか否か、及び、通電許容時間が経過するか否かが監視される（図４のステップＳ１０１，Ｓ１０２）。一方、ソレノイド６１に通電していないときには、通電指示信号がオンとなるか否か、及び、通電禁止時間が経過するか否かが監視される（図５のステップＳ２０１，Ｓ２０２）。
【００５４】
図４に示すように、ソレノイド６１に通電しているときには、通電指示信号がオフとなった場合や（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、通電指示信号がオフとなる前に通電許容時間が経過した場合に（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、その時点でソレノイド６１への通電を停止する処理が行われる（ステップＳ１０３）。このとき、温度センサ９からの入力信号に基づいて通電禁止時間が設定され（ステップＳ１０４）、その後は図５のステップＳ２０１以降の処理が行われる。
【００５５】
図５に示すように、ソレノイド６１に通電していないときには、通電指示信号がオンとなり（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、かつ、通電禁止時間が経過している場合に（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、その時点でソレノイド６１への通電を開始する処理が行われる（ステップＳ２０３）。このとき、温度センサ９からの入力信号に基づいて通電許容時間が設定され（ステップＳ２０４）、その後は図４のステップＳ１０１以降の処理が行われる。
【００５６】
このように、本実施形態では、ソレノイド６１の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、ソレノイド６１への通電を制御することができる。ソレノイド６１に通電しているときに、通電許容時間が経過した時点でソレノイド６１への通電を停止すれば、ソレノイド６１の焼損や過熱が生じる前に通電を停止することができる。一方、ソレノイド６１に通電していないときに、通電禁止時間が経過するまでソレノイド６１への通電を禁止すれば、通電が停止された後、ソレノイド６１の冷却に必要な時間が経過する前に通電が開始されることがないため、ソレノイド６１の焼損や過熱を良好に防止することができる。
【００５７】
特に、通電許容時間及び通電禁止時間が、温度センサ９により検知されるソレノイド６１の温度又はその周囲温度に基づいて自動的に設定されるため、周囲温度が変化した場合であっても適切な通電時間を確保することができ、ソレノイド６１の焼損や過熱を良好に防止することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、温度センサ９からの入力信号と所定の閾値との差分に基づいて、ソレノイド６１の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間及び通電禁止時間を適切に設定することができる。
【００５９】
本実施形態のような駆動制御回路７が分析装置に適用された場合には、ソレノイド６１からの熱により製品の構成部品からガスが放出されるのを防止することができるため、当該ガスが分析結果に影響を与えることがなく、良好に分析を行うことができる。例えば本実施形態のように、暗箱８内に各種光学部品とともにアクチュエータ６が収容されている場合には、暗箱８内にガスが発生して分析結果に影響を与えるのを効果的に防止することができる。
【００６０】
図６は、別の実施形態に係る駆動制御回路７の構成例を示したブロック図である。この例では、駆動制御回路７が論理回路により構成されており、駆動回路１７１、通電制御回路１７２、複数の比較回路１７３及び複数の閾値電圧生成回路１７４などを備えている。ただし、駆動制御回路７は、論理回路により構成されるものに限らず、以下に説明するような処理をＣＰＵが行うような構成であってもよい。
【００６１】
駆動回路１７１は、ソレノイド６１に駆動電流を供給して駆動させるための回路である。通電制御回路１７２は、通電指示信号に基づいて駆動回路７１に通電信号を入力することにより、駆動回路１７１からソレノイド６１に駆動電流を供給させることができる。通電指示信号は、分析装置内の処理又は外部からの指示に基づいて通電制御回路１７２に入力される。
【００６２】
本実施形態では、上記実施形態と同様に通電許容時間及び通電禁止時間を設定することができ、通電制御回路１７２が、通電指示信号、通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、駆動回路１７１への通電信号の入力を切り替えるようになっている。
【００６３】
具体的には、通電指示信号が入力された場合に、通電制御回路１７２は、通電禁止時間内でなければ駆動回路１７１に通電信号を入力する。その後、通電指示信号が入力されている間は、通電許容時間が経過しない限り、通電制御回路１７２から駆動回路１７１に通電信号が入力される。通電許容時間内であっても、通電指示信号の入力が停止されれば、通電制御回路１７２から駆動回路１７１への通電信号の入力は停止される。
【００６４】
通電制御回路１７２は、複数の比較回路１７３からの入力信号に基づいて、上記のような処理を行うことができる。複数の比較回路１７３は、温度センサ９からの入力信号をそれぞれ異なる閾値（電圧値）と比較する比較処理部である。上記閾値は、予め定められた値として、各比較回路１７３に対応付けられた閾値電圧生成回路１７４により生成される。また、上記実施形態と同様に、上記閾値は、温度センサ９がソレノイド６１の温度を直接検知するものであるか、又は、ソレノイド６１の周囲温度を検知するものであるかに応じて、異なる態様で設定することができる。
【００６５】
図７は、図６の通電制御回路１７２の構成例を示したブロック図である。通電制御回路１７２には、例えば通電許容時間選択回路１７２ａ、通電禁止時間選択回路１７２ｂ、通電許可判定回路１７２ｃ及び通電信号生成回路１７２ｄが含まれている。
【００６６】
ここで、通電許可判定回路１７２ｃ及び通電信号生成回路１７２ｄは、ソレノイド６１への通電を制御するための通電制御部を構成している。また、通電許容時間選択回路１７２ａ及び通電禁止時間選択回路１７２ｂは、温度センサ９からの入力信号に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する通電設定処理部を構成している。
【００６７】
通電信号生成回路１７２ｄは、通電信号を生成して駆動回路１７１に入力することにより、駆動回路１７１からソレノイド６１に駆動電流を供給させる。通電許可判定回路１７２ｃは、通電信号生成回路１７２ｄに通電信号を生成させてソレノイド６１への通電を許可するか、又は、通電信号生成回路１７２ｄに通電信号を生成させずにソレノイド６１への通電を禁止するかを判定する。
【００６８】
通電許容時間選択回路１７２ａ及び通電禁止時間選択回路１７２ｂには、複数の比較回路１７３からの比較結果が入力される。通電許容時間選択回路１７２ａには、通電許容時間選択インタフェース１７２ｅと、それぞれ異なる通電許容時間を生成する複数の通電許容時間生成回路１７２ｆとが含まれている。また、通電禁止時間選択回路１７２ｂには、通電禁止時間選択インタフェース１７２ｇと、それぞれ異なる通電禁止時間を生成する複数の通電禁止時間生成回路１７２ｈとが含まれている。
【００６９】
通電許容時間選択回路１７２ａは、複数の比較回路１７３による比較結果に基づいて、温度センサ９からの入力信号に近似する閾値を特定し、その閾値に応じた通電許容時間生成回路１７２ｆを選択する。これにより、選択された通電許容時間生成回路１７２ｆにより生成される通電許容時間が、通電許容時間選択回路１７２ａから通電許可判定回路１７２ｃに入力（設定）される。
【００７０】
このとき、温度センサ９からの入力信号に近似する値として特定された閾値が大きいほど、すなわちソレノイド６１の温度が高いほど、通電許容時間が短い時間に設定される。通電許容時間選択回路１７２ａからの通電許容時間の出力には、例えばＣＲ時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
【００７１】
通電許容時間生成回路１７２ｆは、通電指示信号が入力された場合に通電許容時間を生成する。通電許可判定回路１７２ｃは、通電指示信号が入力されている間、通電許容時間が経過していなければ、通電信号生成回路１７２ｄに通電信号を生成させてソレノイド６１への通電を許可する。また、通電許容時間が経過した場合には、通電許可判定回路１７２ｃが通電信号生成回路１７２ｄに通電信号を生成させずにソレノイド６１への通電を禁止する。
【００７２】
通電禁止時間選択回路１７２ｂは、複数の比較回路１７３による比較結果に基づいて、温度センサ９からの入力信号に近似する閾値を特定し、その閾値に応じた通電禁止時間生成回路１７２ｈを選択する。これにより、選択された通電禁止時間生成回路１７２ｈにより生成される通電禁止時間が、通電禁止時間選択回路１７２ｂから通電許可判定回路１７２ｃに入力（設定）される。
【００７３】
このとき、温度センサ９からの入力信号に近似する値として特定された閾値が大きいほど、すなわちソレノイド６１の温度が高いほど、通電禁止時間が長い時間に設定される。通電禁止時間選択回路１７２ｂからの通電禁止時間の出力には、例えばＣＲ時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
【００７４】
通電禁止時間生成回路１７２ｈは、通電指示信号の入力が停止された場合に通電禁止時間を生成する。通電許可判定回路１７２ｃは、通電指示信号が入力されたときに、通電禁止時間が経過していなければ、通電信号生成回路１７２ｄに通電信号を生成させずにソレノイド６１への通電を禁止する。また、通電禁止時間が経過している場合には、通電許可判定回路１７２ｃが通電信号生成回路１７２ｄに通電信号を生成させてソレノイド６１への通電を許可する。
【００７５】
このように、通電設定処理部としての通電許容時間選択回路１７２ａ及び通電禁止時間選択回路１７２ｂは、複数の比較回路１７３による比較結果に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する。そして、設定された通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、通電制御部としての通電許可判定回路１７２ｃ及び通電信号生成回路１７２ｄが、ソレノイド６１への通電を制御する。
【００７６】
具体的には、ソレノイド６１に通電しているときには、通電許容時間が経過した時点でソレノイド６１への通電を停止する処理が行われる。一方、ソレノイド６１に通電していないときには、通電禁止時間が経過するまでソレノイド６１への通電を禁止する処理が行われる。
【００７７】
このように、本実施形態においても、ソレノイド６１の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、ソレノイド６１への通電を制御することができるため、ソレノイド６１の焼損や過熱を良好に防止することができる。
【００７８】
特に、本実施形態では、温度センサ９からの入力信号と複数の閾値との比較結果に基づいて、温度センサ９からの入力信号と近似する閾値を特定し、その閾値に基づいてソレノイド６１の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間及び通電禁止時間を適切に設定することができる。
【００７９】
図８は、さらに別の実施形態に係る駆動制御回路７の構成例を示したブロック図である。この例では、駆動制御回路７が駆動回路２７１及び通電制御回路２７２などを備えている。本実施形態において、温度センサ９は、ソレノイド６１の周囲温度を検知するためのものである。
【００８０】
駆動回路２７１は、ソレノイド６１に駆動電流を供給して駆動させるための回路である。通電制御回路２７２は、通電指示信号に基づいて駆動回路２７１に通電信号を入力することにより、駆動回路２７１からソレノイド６１に駆動電流を供給させることができる。通電指示信号は、分析装置内の処理又は外部からの指示に基づいて通電制御回路２７２に入力される。
【００８１】
本実施形態では、通電許容時間を設定することができ、通電制御回路２７２が、通電指示信号及び通電許容時間に基づいて、駆動回路２７１への通電信号の入力を切り替えるようになっている。
【００８２】
具体的には、通電指示信号が入力された場合に、通電制御回路２７２は駆動回路２７１に通電信号を入力し、その後、通電指示信号が入力されている間は、通電許容時間が経過しない限り、通電制御回路２７２から駆動回路２７１に通電信号が入力される。通電許容時間内であっても、通電指示信号の入力が停止されれば、通電制御回路２７２から駆動回路２７１への通電信号の入力は停止される。
【００８３】
通電制御回路２７２には、例えば通電制御部２７２ａ、演算部２７２ｂ、記憶部２７２ｃ及び外部入力インタフェース２７２ｄが含まれる。通電指示信号及び温度センサ９からの入力信号は、外部入力インタフェース２７２ｄを介して通電制御回路２７２に入力される。通電制御部２７２ａ及び演算部２７２ｂは、ＣＰＵにより構成することができる。
【００８４】
演算部２７２ｂは、通電許容時間を算出するための通電許容時間算出部２７２ｅを備えている。記憶部２７２ｃには、温度センサ９からの入力信号に基づいてソレノイド６１の温度を予測するためのパラメータテーブル２７２ｆ、前回のソレノイド６１への通電継続時間２７２ｇ、及び、前回のソレノイド６１への通電を停止してからの通電停止時間２７２ｈが記憶される。
【００８５】
パラメータテーブル２７２ｆとしては、上述の第２パラメータテーブルを用いることができる。通電継続時間２７２ｇは、ソレノイド６１への通電を開始してからの時間をカウンタでカウントすることにより得ることができる。一方、通電停止時間２７２ｈは、ソレノイド６１への通電を停止してからの時間をカウンタでカウントすることにより得ることができる。
【００８６】
演算部２７２ｂは、ソレノイド６１への通電を開始する際に、温度センサ９からの入力信号、上記パラメータテーブル２７２ｆ、通電継続時間２７２ｇ及び通電停止時間２７２ｈに基づいて、通電許容時間を設定するための通電設定処理部を構成している。通電制御部２７２ａは、演算部２７２ｂにより設定された通電許容時間に基づいて、ソレノイド６１への通電を制御する。
【００８７】
図９は、演算部２７２ｂが通電許容時間を算出する際の態様について説明するための図であり、ソレノイド６１の温度と時間との関係を示している。この図９に示すように、ソレノイド６１への通電を開始する際に、前回のソレノイド６１への通電継続時間２７２ｇ、及び、前回のソレノイド６１への通電を停止してからの通電停止時間２７２ｈが分かれば、現在のソレノイド６１の温度を特定することができる。
【００８８】
ソレノイド６１への通電が開始されると、ソレノイド６１の温度は上昇することとなるが、周囲温度に応じてソレノイド６１の単位時間当たりの温度上昇量が異なるため、通電許容時間も変化することとなる。例えば図９に示すように、ソレノイド６１の周囲温度がＴ１の場合には、周囲温度がＴ２の場合よりもソレノイド６１の単位時間当たりの温度上昇量が大きく、最大許容温度に到達する時間も短くなっている。
【００８９】
そこで、本実施形態では、温度センサ９による検知温度とソレノイド６１の単位時間当たりの温度上昇量との関係を表すパラメータテーブル（第２パラメータテーブル）２７２ｆを用いることにより、温度センサ９からの入力信号に基づいてソレノイド６１の温度を予測し、通電許容時間を設定することができるようになっている。
【００９０】
このように、本実施形態では、ソレノイド６１への通電を開始する際に、前回のソレノイド６１への通電継続時間２７２ｇ、及び、前回のソレノイド６１への通電を停止してからの通電停止時間２７２ｈに基づいて、現在のソレノイド６１の温度を特定することができる。そして、特定した現在のソレノイド６１の温度と、温度センサ９により検知されるソレノイド６１の周囲温度と、パラメータテーブル２７２ｆとに基づいて、その後のソレノイド６１の温度を予測することができるため、通電許容時間を適切に設定することができる。
【００９１】
本実施形態のような構成は、ソレノイド６１の周囲温度が変化しやすい環境である場合に適している。例えば、全窒素全りん計などの屋外に設置される分析装置や、屋内でも空調設備のない環境に設置される分析装置などのように、周囲温度が変化しやすい環境に設置される分析装置においては、本実施形態のような構成を好適に採用することができる。
【００９２】
以上の実施形態において、ソレノイド６１の周囲温度を検知する温度センサ９としては、分析装置にもともと備えられている温度センサ９を用いることができる。例えば、全窒素全りん計では、室温センサとしての温度センサ９を用いて周囲温度を測定し、性能保証温度を外れた場合に、その記録を分析データに残す場合がある。また、蛍光Ｘ線分析装置では、室温センサとしての温度センサ９を用いて周囲温度を測定し、周囲温度が閾値を超えた場合に冷却ファンの回転数を上げる処理を行う場合がある。このように、分析装置にもともと備えられている温度センサ９を用いてソレノイド６１の駆動を制御すれば、コストを抑えることができる。
【００９３】
ただし、誘導性負荷はソレノイド６１に限らず、コイルなどの他の誘導性負荷を備えたアクチュエータ６の駆動を制御する場合にも、本発明を適用することができる。また、温度センサ９からの入力信号に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間の少なくとも一方を設定するような構成であれば、上記実施形態のような構成に限られるものではなく、例えば通電許容時間又は通電禁止時間のいずれか一方のみを設定するような構成であってもよい。
【００９４】
以上の実施形態では、本発明に係る駆動制御回路７が分析装置に適用された場合について説明したが、本発明は、分析装置に限らず、分析装置以外の装置にも適用することができる。特に、本発明は、アクチュエータ６の作動間隔に自動的に制約が設けられることが許容される用途において有効である。
【符号の説明】
【００９５】
１    光源
２    回折格子
３    スリット機構
４    試料室
５    検出器
６    アクチュエータ
７    駆動制御回路
８    暗箱
９    温度センサ
３１    スリット板
６１    ソレノイド
７１    駆動回路
７２    通電制御回路
７２ａ  通電許容時間選択回路
７２ｂ  通電禁止時間選択回路
７２ｃ  通電許容時間出力回路
７２ｄ  通電禁止時間出力回路
７２ｅ  通電許可判定回路
７２ｆ  通電信号生成回路
７２ｇ  通電許容時間生成回路
７２ｈ  通電禁止時間生成回路
７３    差分回路
７４    閾値電圧生成回路
１７１    駆動回路
１７２    通電制御回路
１７２ａ  通電許容時間選択回路
１７２ｂ  通電禁止時間選択回路
１７２ｃ  通電許可判定回路
１７２ｄ  通電信号生成回路
１７２ｅ  通電許容時間選択インタフェース
１７２ｆ  通電許容時間生成回路
１７２ｇ  通電禁止時間選択インタフェース
１７２ｈ  通電禁止時間生成回路
１７３    比較回路
１７４    閾値電圧生成回路
２７１    駆動回路
２７２    通電制御回路
２７２ａ  通電制御部
２７２ｂ  演算部
２７２ｃ  記憶部
２７２ｄ  外部入力インタフェース
２７２ｅ  通電許容時間算出部
２７２ｆ  パラメータテーブル
２７２ｇ  通電継続時間
２７２ｈ  通電停止時間
【図１】
2015130458.tif 000003
【図２】
2015130458.tif 000004
【図３】
2015130458.tif 000005
【図４】
2015130458.tif 000006
【図５】
2015130458.tif 000007
【図６】
2015130458.tif 000008
【図７】
2015130458.tif 000009
【図８】
2015130458.tif 000010
【図９】
2015130458.tif 000011