(57)【要約】【課題】電磁石のコイルを２コイルとした電磁弁において、吸引用コイルへの通電時間を簡単な制御システムで容易且つ適正に設定できるものとする。【解決手段】開弁指令・閉弁指令に基づいて開閉動作する一個の開閉器８を具えたコイル給電路３に吸引用コイル５を設けた吸引電路４と保持用コイル７を設けた保持電路６とを並列接続して設け、電界効果トランジスタ１２とコンデンサ・抵抗結合回路１３とからなる駆動回路１１を吸引電路４に設置した。駆動回路１１のコンデンサと抵抗により設定された時間だけ吸引用コイル５に通電させるものである。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石のコイルが弁体を吸引する吸引用コイルおよび吸引位置に保持する保持用コイルの二つとされている電磁弁において、
前記コイルに電流を供給するコイル給電路と、前記コイル給電路に設置されて開弁指令・閉弁指令に基づき開閉動作する開閉器と、前記コイル給電路に並列接続された前記吸引用コイルを有する吸引電路および前記保持用コイルを有する保持電路と、前記吸引電路に設置されて前記吸引用コイルへの通電時間を設定する駆動回路とを具え、
前記駆動回路は電界効果トランジスタとコンデンサ・抵抗結合回路とからなり、コンデンサと抵抗によって設定された時間だけ前記吸引用コイルに通電させるものとされている、
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記駆動回路を組み付けて一体に装備しているものとした請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記駆動回路の前記電界効果トランジスタは前記吸引電路をソース−ドレイン間経由としているとともに、前記コンデンサ・抵抗結合回路はコンデンサ・抵抗を有して前記電界効果トランジスタのゲートに接続された回路とこれより分岐し抵抗を有して前記吸引電路のドレイン側に接続された回路とからなり、前記コンデンサおよび二つの抵抗によって前記吸引用コイルへの通電時間を設定するものとされている請求項１に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁石のコイルを吸引用コイルおよび保持用コイルとした２コイル式の電磁弁、詳しくは吸引用コイルへの通電時間がきわめて容易に設定できる駆動回路を具えた電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弁体を電磁力によって吸引し流体通路を開きまたは遮断する電磁弁は、アクチュエータである電磁石のコイルに通電することによって弁体を吸引し且つ所定の吸引位置に保持させる。例えば常閉型の電磁弁においては、弁体およびプランジャの自重と閉弁ばねのばね荷重とに加えて、弁体前後の圧力差、摺動部分の摩擦抵抗にうち勝って吸引し開弁させなければならないので、弁口径や一次側圧力によっては保持力に比べてかなり大きな吸引力を必要とする。
【０００３】
このため、一個のコイルで吸引と保持とを行なわせると保持時に不必要な大電流が流れて電力の浪費、高温の発熱などの不都合を招くので、コイルを二個設けてその一つを吸引用、もう一つを保持用とした電磁石をアクチュエータに使用した電磁弁が提供されている。
【０００４】
図３は二個のコイルを有する電磁石の一般的な電気回路を概略的に示した図であって、吸引電路５３と保持電路５４とを並列に有するコイル給電路５２を電源５１に接続させ、吸引電路５３に吸引用コイル５５および開閉器５７を設けるとともに保持回路５４に保持用コイル５６および開閉器５８を設けたものである。開閉器５７，５８はスイッチまたはリレー、或いはトランジスタが用いられており、コントロールユニット５９からの指令によって開閉動作を行なう。
【０００５】
例えば常閉型電磁弁において開弁指令が与えられると、コントロールユニット５９が吸引電路５３の開閉器５７を閉じさせて吸引用コイル５５に通電し、電磁石を励磁して弁体を開弁位置に吸引させる。開弁位置まで吸引するために要する充分な時間が経過したとき、コントロールユニット５９は保持電路５４の開閉器５８を閉じさせて保持用コイル５６に通電し、その一方で吸引電路５３の開閉器５７を開かせて吸引用コイル５５への通電を停止し、保持用コイル５６によって励磁された電磁石が弁体を開弁位置、即ち吸引位置に保持する。或いは、開弁指令が与えられたとき二個の開閉器５７，５８を同時に閉じさせて弁体を開弁位置に吸引し、吸引のための充分な時間が経過したとき吸引電路５３の開閉器５７を開く。尚、閉弁指令が与えられると保持電路５４の開閉器５８を開いて電磁石を消磁する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の電気回路は吸引用コイル５５および保持用コイル５６にそれぞれ専用の開閉器５７，５８を設け、これらをコントロールユニット５９からの開弁指令、閉弁指令、およびタイマによる吸引回路５３の開放指令またはこれに加えて保持回路５４の閉成指令に従って開閉させるようにしているので、全体が複雑で大形になるのを避けられず、駆動回路であるコントロールユニット５９を組み付け一体に装備したコンパクトで運搬、設置、点検などに便利な電磁弁とすることができなかった。また、吸引に要する時間は吸引の開始から完了まで充分な時間を見込んでもきわめて短く、適正な時間を設定できるタイマを使用しなければならない、という制的がある。
【０００７】
本発明はタイマ付きのコントロールユニットが二個の開閉器に所要の開閉を行なわせることにより、弁体の吸引と保持および開弁と閉弁の全てを制御するものとしている前記従来の電気回路がもっている前述の問題点を解決するためになされたものであって、全体が簡単且つ小形であって殊に吸引用コイルの励磁時間即ち吸引時間の設定が容易であるとともに電磁弁に一体化が可能な駆動回路を具えたものとすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は電磁石のコイルが弁体を吸引する吸引用コイルおよび吸引位置に保持する保持用コイルの二つとされている電磁弁について、コイル制御用の電気回路がもっている前記課題を次のようにして解決した。
【０００９】
即ち、コイルに電流を供給するコイル給電路と、コイル給電路に設置されて開弁指令・閉弁指令に基づき開閉動作する開閉器と、コイル給電路に並列接続された吸引用コイルを有する吸引電路および保持用コイルを有する保持電路と、吸引電路に設置されて吸引用コイルへの通電時間を設定する駆動回路とを具えさせた。駆動回路は電界効果トランジスタとコンデンサ・抵抗結合回路とからなり、コンデンサと抵抗によって設定された時間だけ吸引用コイルに通電させるようにしたものである。
【００１０】
常閉型電磁弁においては開弁指令、常開型電磁弁においては閉弁指令によって開閉器を閉じるとコイル給電路に電流が流れ、吸引用コイルおよび保持用コイルに通電して弁体を吸引させる。保持電路は閉弁指令または開弁指令によって開閉器を開くまで電流が流れ、弁体を吸引位置に保持する。一方、吸引電路を流れる電流は通電開始から駆動回路のコンデンサと抵抗によって予め設定された時間が経過したとき遮断される。
【００１１】
従って、弁体の吸引に要する充分な時間を想定して使用するコンデンサおよび抵抗を選定することにより、現実にはきわめて短い吸引時間に適正に対応できるように容易且つ正確に設定することができる。また、駆動回路はタイマ機能を有している簡単且つ小形の構造であるので、これを組み付けて一体に装備した電磁弁とすることもきわめて容易である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、電磁弁１のアクチュエータである電磁石のコイルが弁体を吸引する吸引用コイル５および弁体を吸引位置に保持する保持用コイル７の二つとされており、吸引用コイル５を設けた吸引電路４と保持コイル７を設けた保持回路６とが電源２に接続したコイル給電路３に並列接続されている。また、スイッチまたはリレー、或いはトランジスタからなる開閉器８がコイル給電路３に設けられている。この開閉器８は開弁指令（または閉弁指令）により閉動作してコイル給電路３を閉成し、閉弁指令（または開弁指令）により開動作してコイル給電路３を開放するものである。
【００１３】
吸引電路４は吸引用コイル５の接地側に駆動回路１１を具えている。この駆動回路１１は、図２に示すように電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１２とコンデンサ・抵抗結合回路（ＣＲ回路）１３とからなるものであって、電界効果トランジスタ１２，本実施の形態ではＭＯＳ型電界効果トランジスタのソースＳおよびドレインＤに吸引電路４の吸引用コイル５側および開閉器８経由の接地側をそれぞれ接続している。
【００１４】
コンデンサ・抵抗結合回路１３は、抵抗１５およびコンデンサ１６を直列に有しコイル給電路３のコイル上流側から分岐して電界効果トランジスタ１２のゲートＧに接続された回路１４と、抵抗１８を有し回路１４のコンデンサ１６とゲートＧとの間から分岐してコイル給電路３の接地側に接続された回路１７とからなるものである。尚、保護回路など本発明の目的達成に直接関係がない回路の図示説明は省略した。
【００１５】
開閉器８を閉じるとコイル給電路３に電流が流れ、吸引用コイル５および保持用コイル７が通電されることによって電磁石が励磁し弁体を吸引する。一方、コンデンサ・抵抗結合回路１３にも電流が流れ、コンデンサ１６と二つの抵抗１５，１８とによって設定される時間が経過したときゲートＧ−ドレインＤ間に逆電圧を印加し、吸引電路４のソースＳ−ドレインＤ間を流れる電流を遮断させる。
【００１６】
弁体を閉弁位置（または開弁位置）から開弁位置（または閉弁位置）まで吸引するのに要する時間はミリ秒の単位であり、吸引位置に到達するに要する時間を充分長く想定してもきわめて短時間である。このような時間はコンデンサ１６の容量、抵抗１５，１８の抵抗値によって任意且つ正確に設定することができ、開閉器８を閉じて吸引電路４に電流が流れはじめてから設定した時間が経過したとき、電界効果トランジスタ１２は吸引電路４の電流の流れを遮断する遮断器として働く。
【００１７】
一方、保持電路６には電流が継続して流れるので、吸引用コイル５に通電しなくなっても保持用コイル７に通電されていることによって電磁石は励磁状態を維持して弁体を吸引位置に保持する。開閉器８を開くとコイル給電路３に電流が流れなくなって電磁石は消磁し、弁体は閉弁位置（または開弁位置）に戻る。
【００１８】
本実施の形態によると、開弁指令・閉弁指令に基づいてコイル給電路３を閉成・開放するように開閉動作する開閉器８が一個であり、また吸引用コイル５への通電時間は駆動回路１１のコンデンサ１６と抵抗１５，１８とによって設定するものとしている。このため、タイマ付きコントロールユニットを準備して二個の開閉器の開閉動作を制御させるという複雑で大形の装置、面倒な制御システムが不要となるばかりか、電界効果トランジスタ１２とコンデンサ・抵抗結合回路１３とからなる駆動回路１１は、小形であるとともにタイマ機能を有し単独で所要の動作をする独立部品であるので、電磁弁１の電磁石または弁本体に組み付けることが容易である。
【００１９】
本実施の形態では、図１から容易に判るように駆動回路１１を電磁弁１に組み付けて一体に装備させており、このため電磁弁全体がコンパクトで運搬、設置、点検などに便利なものとなる、という利点がある。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、電界効果トランジスタとコンデンサ・抵抗結合回路とからなる駆動回路によって吸引用コイルへの通電時間を設定させるものとした本発明によると、きわめて簡単な制御システムで吸引用コイルへの通電を過不足なく適正に行なって弁体を所定の吸引位置に吸引することができる。また、駆動回路はタイマ機能を有し単独で所要の動作をする小形の独立部品であるので、これを組み付けて一体に装備し取扱いに便利な電磁弁とすることが容易に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図２】図１の駆動回路の回路図。
【図３】従来例の配置図。
【符号の説明】
１　電磁弁，３　コイル給電路，４　吸引電路，５　吸引用コイル，６　保持電路，７　保持用コイル，８　開閉器，１１　駆動回路，１２　電界効果トランジスタ，１３　コンデンサ・抵抗結合回路，１５，１８　抵抗，１６　コンデンサ，
【図１】
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【図２】
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【図３】
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