(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源端子間にスイッチと電磁弁ソレノイドコイルと吸着作動用トランジスタとを直列に接続して形成されるプランジャ吸着作動用回路と、
状態保持用トランジスタを前記吸着作動用トランジスタに並列に接続するとともに前記電磁弁ソレノイドコイルに直列に接続し、電流制限用の抵抗器を備えたプランジャ状態保持用回路と、
前記スイッチがオンされてから一定の時間だけ前記吸着作動用トランジスタに駆動電流を供給し、前記吸着作動用トランジスタを介して前記ソレノイドコイルに吸着作動用電流を流すタイマー回路と、
前記一定の時間が経過した後に前記スイッチがオフされるまで前記状態保持用トランジスタに駆動電流を供給し、前記状態保持用トランジスタを介して前記ソレノイドコイルに前記吸着作動用電流よりも制限された状態保持用電流を流す駆動制御回路と、
前記スイッチがオフされた時に、前記タイマー回路を構成するコンデンサの電荷を放電する放電回路とを有することを特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の電磁弁駆動装置であって、前記放電回路は、前記電源端子間に前記スイッチを介して接続され、前記コンデンサの電荷を放電する際に放電電流を流すとともに前記スイッチがオンされている間は点灯する発光ダイオードを有することを特徴とする電磁弁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁弁を作動させるためのソレノイドに対して電流の供給を制御して電磁弁を作動させる電磁弁駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁弁には弁軸をプランジャにより直接作動させるようにしたタイプの直動式と、プランジャによりパイロット弁を操作してその出力圧力によって弁体を作動させるようにした間接式つまりパイロット式とがある。
【０００３】
いずれのタイプの電磁弁にあっても、電磁弁のソレノイドコイルに通電することによるプランジャの吸引動作時には大きな電流を流し、吸引後には小さな保持電流を流して状態保持を行うようにしている。
【０００４】
このように電磁弁の作動を制御するための電磁弁駆動回路としては、たとえば、実公平5-47334 号公報に記載されるようなものがあり、その電磁弁駆動回路を示すと、図３の通りである。この回路にあっては、スイッチ１をオンすると抵抗器Ｒ2 を介してトランジスタＴ1 のベースに電流が供給されてトランジスタＴ1 が導通状態となるので、電磁弁２のコイル３に作動電流が流れて電磁弁２のプランジャが吸引動作する。この作動電流は、トランジスタＴ1 を流れるのでコイル３の抵抗ｒによってその電流値が定まる。この場合、トランジスタＴ2 のベースには、遅延回路４によって電流が供給されないので、トランジスタＴ2 は遮断状態にある。
【０００５】
遅延回路４を構成する抵抗器Ｒの抵抗およびコンデンサＣの容量によって定まる時間の経過によってコンデンサＣが充電されると、抵抗器Ｒを介してトランジスタＴ2 にベース電流が供給されて、トランジスタＴ2 が導通状態となる。したがって、トランジスタＴ1 が遮断されて、プランジャの駆動電流としては抵抗器Ｒ1 によって制限された電流が流れるので、電磁弁２のコイル３は、吸引動作時よりも少ない、制限された電流によって吸引状態に保持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような電磁弁駆動回路を用いて図４に示すような直動式の電磁弁の作動を制御する場合には、可動鉄心つまりプランジャ５と一体となった弁体６がばね７により流路を閉じた状態のもとで、スイッチ１をオンするとソレノイドコイル３には大きな電流が流れて、ばね７のばね力に抗してプランジャ５には、まず強い吸引力が加えられ、プランジャ５は固定コア８に接触する。次いで、遅延回路４によって設定された時間が経過すると、トランジスタＴ1 には電流が流れることなく、ソレノイドコイル３には抵抗器Ｒ1 によって制限された小さな電流が流れて、プランジャ５は吸引状態に保持されることになる。上述のように、プランジャ５の吸引動作時よりも少ない電流によって吸引状態に保持するようにしたことから、消費電力を低減することが可能となる。
【０００７】
電磁弁を高速で繰り返して作動させる場合には、スイッチがオフされた状態からオンした時に動作時間が安定することが望ましい。たとえば、半導体チップなどの電子部品を真空吸着して搬送し、それを実装基板に搭載する場合には、吸着ビットに対する真空圧の供給制御を電磁弁によって行っているが、数ミリ秒の短時間に電磁弁をオンオフ制御する必要があり、電磁弁の作動に応答遅れが発生すると、電子部品の搭載を確実に行うことができなくなる。また、電磁弁のコイルに電流を供給してプランジャを吸引する吸引動作から、吸引状態を保持するための吸着保持状態への電流の切換を迅速に行うようにすることが、短時間で電磁弁のオンオフする場合には重要となる。
【０００８】
本発明の目的は、電磁弁の高速応答性に優れた電磁弁駆動装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
すなわち、本発明の電磁弁駆動装置は、電源端子間にスイッチと電磁弁ソレノイドコイルと吸着作動用トランジスタとを直列に接続して形成されるプランジャ吸着作動用回路と、状態保持用トランジスタを前記吸着作動用トランジスタに並列に接続するとともに前記電磁弁ソレノイドコイルに直列に接続し、電流制限用の抵抗器を備えたプランジャ状態保持用回路と、前記スイッチがオンされてから一定の時間だけ前記吸着作動用トランジスタに駆動電流を供給し、前記吸着作動用トランジスタを介して前記ソレノイドコイルに吸着作動用電流を流すタイマー回路と、前記一定の時間が経過した後に前記スイッチがオフされるまで前記状態保持用トランジスタに駆動電流を供給し、前記状態保持用トランジスタを介して前記ソレノイドコイルに前記吸着作動用電流よりも制限された状態保持用電流を流す駆動制御回路と、前記スイッチがオフされた時に、前記タイマー回路を構成するコンデンサの電荷を放電する放電回路とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、吸着作動用トランジスタを介してソレノイドコイルに吸着作動用の電流を通電していた状態から、タイマー回路が所定の時間を経過したときには、状態保持用トランジスタを介して状態保持用電流をソレノイドコイルに通電する状態に切り換えるので、迅速に電流の切換が達成されることになる。また、タイマー回路を構成するコンデンサはスイッチがオフされると、放電回路を介して放電されるので、スイッチをオフした後に直ちにスイッチがオンされても、確実に電磁弁を作動させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態である電磁弁駆動装置の回路図であり、電磁弁のソレノイドコイル１１の一方の端子は、ダイオードＤ1 およびスイッチ１２を介して一方の電源端子に接続されている。このコイル１１の他方の端子は、吸着作動用トランジスタＴ1 のコレクタに接続され、このトランジスタＴ1 を介してコイル１１の他方の端子は他方の電源端子に接続されている。このように、コイル１１と吸着作動用トランジスタＴ1 とを電源端子間に直列に接続することにより、プランジャ吸着作動用回路が形成されている。
【００１５】
吸着作動用トランジスタＴ1 には状態保持用トランジスタＴ2 が電流制限用の抵抗器Ｒ4 を介して並列に接続されており、このトランジスタＴ2 は抵抗器Ｒ4 を介してコイル１１に直列に接続されている。これらの抵抗器Ｒ4 および状態保持用トランジスタＴ2 によりプランジャ状態保持用回路が形成されている。
【００１６】
スイッチ１２とトランジスタＴ1 のベースとの間には、コンデンサＣ1 と抵抗器Ｒ2 とが直列となって接続され、これらによってタイマー回路が形成されている。このタイマー回路は、スイッチ１２がオンされてから一定の時間だけトランジスタＴ1 のベースに対して駆動電流を供給する。駆動電流が供給されると、トランジスタＴ1 は導通状態となり、コイル１１にはトランジスタＴ1 を介して吸着作動用電流が流れることになる。タイマー回路を構成するコンデンサＣ1 に対して所定値以上の充電が完了すると、トランジスタＴ1 のベースには電流が供給されなくなるので、トランジスタＴ1 は遮断される。
【００１７】
コイル１１とトランジスタＴ2 のベースとの間には、抵抗器Ｒ4 と並列に抵抗器Ｒ3 が接続されており、この抵抗器Ｒ3 を有する回路は駆動制御回路を構成する。この駆動制御回路は、タイマー回路によりスイッチ１２がオンしてから一定時間だけ経過した後にスイッチ１２がオフされるまでの間だけ状態保持用トランジスタＴ2 に駆動電流を流す。この駆動電流が流されると、トランジスタＴ2 は導通状態となり、このトランジスタＴ2 を介してコイル１１には電流制限用の抵抗器Ｒ4 により制限された状態保持用電流が流れることになる。
【００１８】
スイッチ１２がオンされているときには、この状態を表示するための発光ダイオードＤLED を有する点灯回路がスイッチ１２を介して電源端子間に接続されており、この点灯回路には電流制限用の抵抗器Ｒ1 が設けられている。
【００１９】
タイマー回路を構成するコンデンサＣ1 および抵抗器Ｒ2 の間と電源端子との間には、ダイオードＤ2 が接続されており、スイッチ１２がオンからオフに切り換わったときに、このダイオードＤ2 によりコンデンサＣ1 の残留電荷が放電される。放電電荷はコイル１１および抵抗器Ｒ4 を介しても放電される。
【００２０】
また、スイッチ１２がオンからオフに切り換わったときに、コイル１１の磁気エネルギーを放電するために、ダイオードＤ3 と抵抗器Ｒ5 とを有する放電回路がコイル１１に並列に接続されている。
【００２１】
次に、このような電磁弁駆動装置を用いて電磁弁を作動させる場合について、図２を参照して説明する。電磁弁を作動させるには、スイッチ１２をオンオフ制御することになるが、これがオンされると発光ダイオードＤLED が点灯してスイッチ１２がオンされていることが外部から目視される。スイッチ１２のオンによりトランジスタＴ1 のベースには、コンデンサＣ1 に所定の充電が完了するまで駆動電流が供給されて、トランジスタＴ1 は導通状態となる。これにより、ソレノイドコイル１１には吸着作動用の電流が供給され、たとえば、図４に示すような電磁弁の場合には、ばね７のばね力に抗してプランジャ５は固定コア８に向けて吸着作動される。図２において符号Ａは吸着動作が完了した状態を示す。
【００２２】
スイッチ１２のオンとともにタイマー回路のコンデンサＣ1 には充電が開始されて、スイッチ１２がオンされた後にはトランジスタＴ1 のベースに供給される電流値が低下するように変化することになる。この電流値が所定値以下にまで低下すると、トランジスタＴ1 は遮断され、トランジスタＴ1 を介してはコイル１１に電流が流れるなくなる。
【００２３】
これに対して、トランジスタＴ1 が遮断されると同時に、抵抗器Ｒ3 を介してトランジスタＴ2 のベースには駆動電流が供給されることになるので、トランジスタＴ2 が遮断状態から導通状態に切り換わり、コイル１１には抵抗器Ｒ4 およびトランジスタＴ2 を介して状態保持用の電流が流れることになる。この電流は電流制限用の抵抗器Ｒ4 を介して流れるので、吸着作動用の電流よりも制限された低い電流となる。図２において符号Ｂはこのように制限された電流を示す。制限された電流値は吸着作動用電流の最大値に対して２分の１程度になる。
【００２４】
このように、一方のトランジスタＴ1 を介してコイル１１に電流を供給していた状態から他方のトランジスタＴ2 を介した電流の供給に切り換えられるので、吸着動作から状態保持への切換が迅速に行われることになる。従来では、図２において破線で示すように、電流の切換が比較的ゆっくりであったが、それぞれのトランジスタＴ1 、Ｔ2 を介してコイル１１に電流を供給するようにした結果、図１に示す電磁弁駆動装置では、シャープに電流が減少することになる。
【００２５】
スイッチ１２がオフされると、発光ダイオードＤLED は消灯して、外部に対しては電磁弁がオフされたことが表示される。これと同時に、コイル１１に対する状態保持電流の供給が停止されるので、たとえば、図４に示す電磁弁の場合には、プランジャ５はばね７のばね力によって流路を閉じる位置に戻される。図２においては符号Ｃはスイッチ１２がオフされた時点を示す。
【００２６】
このようにして、スイッチ１２がオンからオフに切り換えられると、コンデンサＣ1 に残留している電荷は点灯回路およびダイオードＤ2 を介して迅速に放電されることになる。したがって、引き続いて、スイッチ１２がオンされても、コンデンサＣ1 内の電荷が完全に放電された状態となっているので、回路の誤動作の発生が防止される。
【００２７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００２８】
たとえば、本発明の電磁弁駆動装置を図４に示すような直動式電磁弁の作動制御に使用しても良く、間接式電磁弁の作動制御に使用するようにしても良い。
【００２９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００３０】
(1).電磁弁のプランジャをばね力に抗して吸引作動するための吸着作動用電流およびプランジャをその状態に保持するための状態保持用電流をそれぞれトランジスタを介してソレノイドコイルに供給するようにしたので、電流の切換を迅速に行うことができる。
【００３１】
(2).スイッチをオフすると、タイマー回路を構成するコンデンサ内に充電された電荷は放電回路から迅速に放電されることになり、スイッチをオフした後に直ちにオンに切り換えても、電磁弁を確実に作動させることができ、高速応答性に優れた電磁弁駆動装置が得られる。
【００３２】
(3).高速応答性が優れることから、電磁弁を高速でオンオフさせる場合でも、回路の誤動作の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電磁弁駆動装置を示す回路図である。
【図２】図１に示す電磁弁駆動装置におけるコイルに流れる電流の変化を示すタイムチャートである。
【図３】従来の電磁弁駆動装置を示す回路図である。
【図４】電磁弁の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１１        ソレノイドコイル
１２        スイッチ
Ｃ1         コンデンサ
Ｄ1 〜Ｄ3   ダイオード
ＤLED       発光ダイオード
Ｒ1 〜Ｒ5   抵抗器
Ｔ1         吸着作動用トランジスタ
Ｔ2         状態保持用トランジスタ
【図１】
0003782183.tif 000002
【図２】
0003782183.tif 000003
【図３】
0003782183.tif 000004
【図４】
0003782183.tif 000005