特開 2022-99700 ソレノイド駆動回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022099700

(43)【公開日】2022-07-05

(54)【発明の名称】ソレノイド駆動回路

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/18 20060101AFI20220628BHJP

   F04B 17/04 20060101ALI20220628BHJP

【ＦＩ】

H01F7/18 J

F04B17/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020213646

(22)【出願日】2020-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】000241267

【氏名又は名称】豊興工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 宣尚

(72)【発明者】

【氏名】小林 義宜

【テーマコード（参考）】

3H069

【Ｆターム（参考）】

3H069BB02

3H069CC05

3H069DD05

3H069DD42

3H069EE42

(57)【要約】      （修正有）

【課題】２個のソレノイドを駆動する駆動電力を低減するのに、コンデンサを不要にすると共に、ダイオードの部品点数を減少し、回路構成の簡素化を図るソレノイド駆動回路提供する。
【解決手段】ソレノイド駆動回路において、交流電源１からスイッチ手段２と第１ソレノイド５とを直列に接続する。第１ソレノイド５と並列に第２ソレノイド６を接続する。接続箇所Ｃより第１ソレノイド５側に、第１ダイオード７を一方向Ａの電流の流れを許容すると共に他方向Ｂの電流の流れを阻止する向きに配置して、第１ソレノイド５と直列に接続する。接続箇所Ｄより第２ソレノイド６側に、第２ダイオード８を一方向Ａの電流の流れを阻止すると共に他方向Ｂの電流の流れを許容する向きに配置して、第２ソレノイド６と直列に接続する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電源からスイッチ手段と第１ソレノイドとを直列にこの順序で接続し、第１ソレノイドと並列に第２ソレノイドを接続し、第１ソレノイドと第２ソレノイドの接続箇所より第１ソレノイド側に、第１ダイオードを一方向の電流の流れを許容すると共に他方向の電流の流れを阻止する向きに配置して、第１ソレノイドと直列に接続し、第１ソレノイドと第２ソレノイドの接続箇所より第２ソレノイド側に、第２ダイオードを一方向の電流の流れを阻止すると共に他方向の電流の流れを許容する向きに配置して、第２ソレノイドと直列に接続し、スイッチ手段は設定値によって作動することを特徴とするソレノイド駆動回路。

【請求項2】

前記スイッチ手段は設定値より高い場合に開作動し、交流電源から第１ソレノイドと第２ソレノイドへの電流の流れを遮断することを特徴とする請求項１に記載のソレノイド駆動回路。

【請求項3】

前記スイッチ手段は設定値より低い場合に閉作動し、交流電源から第１ソレノイドと第２ソレノイドへ電流を流すことを特徴とする請求項１に記載のソレノイド駆動回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ソレノイドを駆動するソレノイド駆動回路に関し、特にソレノイドを２個用いるのに好適なソレノイド駆動回路に関する。

【背景技術】

【0002】

この種のソレノイド駆動回路は、電源の正側と第１のスイッチ手段とソレノイドと第２のスイッチ手段とを直列にこの順序で接続し、ソレノイドおよび第２のスイッチ手段に並列に逆方向に第１の整流ダイオードを接続し、第２のスイッチ手段に並列に順方向に第２の整流ダイオードとコンデンサを接続し、第１のスイッチ手段とソレノイドと第２の整流ダイオードとに並列に逆方向に第３の整流ダイオードを接続し、第１のスイッチ手段と第２のスイッチ手段とを相互に独立し、かつほぼ同時に開閉操作している。そして、ソレノイドへの電流遮断時に発生する逆起電力をコンデンサに蓄積してソレノイドの復帰遅れを抑制している。また、コンデンサに蓄積された逆起電力を、ソレノイドへの通電時に放電してソレノイドを駆動する電力の一部として利用し、駆動電力の低減を図るようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２２３３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、かかる従来のソレノイド駆動回路は、駆動する１個のソレノイドに対し、逆起電力を蓄積するコンデンサおよび第１の整流ダイオードと第２の整流ダイオードと第３の整流ダイオードとの３個の整流ダイオードが必要となる。このため、例えば２個のソレノイドを駆動するには、２個のコンデンサおよび６個の整流ダイオードが必要となり、部品点数が増加して回路構成が複雑になる問題点があった。

【0005】

本発明の課題は、２個のソレノイドを駆動する駆動電力を低減するのに、コンデンサを不要にすると共に、ダイオードの部品点数を減少し、回路構成の簡素化を図るソレノイド駆動回路提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
交流電源からスイッチ手段と第１ソレノイドとを直列にこの順序で接続し、第１ソレノイドと並列に第２ソレノイドを接続し、第１ソレノイドと第２ソレノイドの接続箇所より第１ソレノイド側に、第１ダイオードを一方向の電流の流れを許容すると共に他方向の電流の流れを阻止する向きに配置して、第１ソレノイドと直列に接続し、第１ソレノイドと第２ソレノイドの接続箇所より第２ソレノイド側に、第２ダイオードを一方向の電流の流れを阻止すると共に他方向の電流の流れを許容する向きに配置して、第２ソレノイドと直列に接続し、スイッチ手段は設定値によって作動することを特徴とするソレノイド駆動回路がそれである。

【0007】

この場合、前記スイッチ手段は設定値より高い場合に開作動し、交流電源から第１ソレノイドと第２ソレノイドへの電流の流れを遮断してもよい。また、前記スイッチ手段は設定値より低い場合に閉作動し、交流電源から第１ソレノイドと第２ソレノイドへ電流を流してもよい。

【発明の効果】

【0008】

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、第１ソレノイドと第２ソレノイドの接続箇所より第１ソレノイド側に、第１ダイオードを一方向の電流の流れを許容すると共に他方向の電流の流れを阻止する向きに配置して、第１ソレノイドと直列に接続し、第１ソレノイドと第２ソレノイドの接続箇所より第２ソレノイド側に、第２ダイオードを一方向の電流の流れを阻止すると共に他方向の電流の流れを許容する向きに配置して、第２ソレノイドと直列に接続した。このため、第１ダイオードは他方向の電流の流れを阻止すると共に、第２ダイオードは一方向の電流の流れを阻止するから、第１ソレノイドと第２ソレノイドは一方向の電流の流れと他方向の電流の流れで交互に通電することができる。そして、電流の流れが一方向から他方向への切り替えで発生する第１ソレノイドの逆起電流を他方向に流れる電流とともに第２ソレノイドに流して回生すると共に、電流の流れが他方向から一方向への切り替えで発生する第２ソレノイドの逆起電流を一方向に流れる電流とともに第１ソレノイドに流して回生することができるから、従来の如く、逆起電力を蓄積するコンデンサを不要にでき、さらに１個のソレノイドに対して、ダイオードは１個でよく、部品点数を減らすことができ、回路構成の簡素化を図ることができる。また、交流電源からスイッチ手段と第１ソレノイドとを直列にこの順序で接続し、スイッチ手段は設定値によって作動するため、第１ソレノイドと第２ソレノイドに常に電流が流れることがないから、消費電力を低減することができる。

【0009】

また、請求項２に記載の発明は、スイッチ手段は設定値より高い場合に開作動し、交流電源から第１ソレノイドと第２ソレノイドへの電流の流れを遮断した。このため、第１ソレノイドと第２ソレノイドには、設定値より高い場合に、電流が流れることがないから、消費電力を低減することができる。

【0010】

また、請求項３に記載の発明は、スイッチ手段は設定値より低い場合に閉作動し、交流電源から第１ソレノイドと第２ソレノイドへ電流を流すようにした。このため、第１ソレノイドと第２ソレノイドには、設定値より低い場合にだけ電流を流すことができるから、消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態を示したソレノイド駆動回路の電気回路図である。

【図2】交流電源から流れる全波整流を示す波形図である。

【図3】他方向からの電流の流れを阻止した半波整流を示す波形図である。

【図4】一方向からの電流の流れを阻止した半波整流を示す波形図である。

【図5】他の実施形態を示したソレノイド駆動回路の電気回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき、電磁ポンプに適用したもので説明する。
図１において、１は交流電源で、電流を周期的に一方向Ａと他方向Ｂに流す。一方向Ａとは交流電源１の一方側１Ａから他方側１Ｂへの方向を言う。他方向Ｂとは交流電源１の他方側１Ｂから一方側１Ａへの方向を言う。２はスイッチ手段で、設定値によって作動する圧力スイッチ３と、圧力スイッチ３の作動により開閉作動するリレースイッチ４とで構成している。圧力スイッチ３は、圧力が設定値より高くなると閉作動し、リレースイッチ４を開作動する。リレースイッチ４は、交流電源１の一方側１Ａに接続し、開作動により交流電源１からの電流を遮断する。また、圧力スイッチ３は圧力が設定値より低いと開いており、リレースイッチ４は閉じて電流を流す。５は第１ソレノイドで、一方側５Ａを交流電源１の一方側１Ａにスイッチ手段２のリレースイッチ４を介して接続し、他方側５Ｂを交流電源１の他方側１Ｂに接続している。６は第２ソレノイドで、第１ソレノイド５と並列に一方側６Ａを交流電源１の一方側１Ａにスイッチ手段２のリレースイッチ４を介して接続し、他方側６Ｂを交流電源１の他方側１Ｂに接続している。第１ソレノイド５と第２ソレノイド６は図示しない電磁ポンプに用いるもので、電磁ポンプは通電によりプランジャを吸引すると共に、非通電によりプランジャをばねにより復帰作動して流体を吸入吐出するポンプ作動を行う。

【0013】

７は第１ダイオードで、第１ソレノイド５の一方側５Ａと第２ソレノイド６の一方側６Ａとの接続箇所Ｃと第１ソレノイド５の一方側５Ａとの間に接続し、交流電源１の一方向Ａからの電流の流れを許容すると共に他方向Ｂからの電流の流れを阻止する向きに配置している。８は第２ダイオードで、第１ソレノイド５の他方側５Ｂと第２ソレノイド６の他方側６Ｂとの接続箇所Ｄと第２ソレノイド６の他方側６Ｂとの間に接続し、交流電源１の一方向Ａからの電流の流れを阻止すると共に他方向Ｂからの電流の流れを許容する向きに配置している。第１ダイオード７は、一方向Ａからの電流を第１ソレノイド５を介して他方側１Ｂに流し、他方向Ｂからの電流の流れを阻止するため、交流電源１から流れる全波整流Ｅ（図２に図示）を上半分の半波整流Ｆ（図３に図示）にして第１ソレノイド５を通電する。第２ダイオード８は、他方向Ｂからの電流を第２ソレノイド６を介して一方側１Ａに電流を流し、一方向Ａからの電流の流れを阻止するため、交流電源１から流れる全波整流Ｅ（図２に図示）を下半分の半波整流Ｇ（図４に図示）にして第２ソレノイド６を通電する。交流電源１の電流が一方向Ａから他方向Ｂに切り替わる際に発生する第１ソレノイド５の逆起電流は、接続箇所Ｄより他方向Ｂに流れる電流とともに第２ダイオード８を介して第２ソレノイド６に流れて回生する。また、交流電源１の電流が他方向Ｂから一方向Ａに切り替わる際に発生する第２ソレノイド６の逆起電流は、接続箇所Ｃより一方向Ａに流れる電流とともに第１ダイオード７を介して第１ソレノイド５に流れて回生する。

【0014】

次にかかる構成の作動を説明する。
図１の状態は、スイッチ手段２は圧力が圧力スイッチ３の設定値よりも低く、圧力スイッチ３が開き、リレースイッチ４が閉じた状態を示している。この状態で、交流電源１の一方向Ａに流れる電流は、交流電源１の一方側１Ａからリレースイッチ４、第１ダイオード７、第１ソレノイド５を流れて交流電源１の他方側１Ｂに至り、第１ソレノイド５を通電する。逆に、交流電源１の他方向Ｂに流れる電流は、第１ダイオード７により電流の流れを阻止され、第１ソレノイド５は非通電である。よって、第１ダイオード７は交流電源１の一方向Ａから流れる電流を第１ソレノイド５を介して他方側１Ｂに流し、他方向Ｂから流れる電流を阻止するため、交流電源１から流れる全波整流Ｅ（図２に図示）を上半分の半波整流Ｆ（図３に図示）にして第１ソレノイド５を通電する。

【0015】

また、交流電源１の他方向Ｂに流れる電流は、交流電源１の他方側１Ｂから接続箇所Ｄを介して、第２ダイオード８、第２ソレノイド６、リレースイッチ４を流れて交流電源１の一方側１Ａに至り、第２ソレノイド６を通電する。逆に、交流電源１の一方向Ａに流れる電流は、第２ダイオード８により電流の流れを阻止され、第２ソレノイド６は非通電である。よって、第２ダイオード８は交流電源１の他方向Ｂから流れる電流を第２ソレノイド６を介して一方側１Ａに流し、一方向Ａから流れる電流を阻止するため、交流電源１から流れる全波整流Ｅ（図２に図示）を下半分の半波整流Ｇ（図４に図示）にして第２ソレノイド６を通電する。

【0016】

交流電源１の電流が一方向Ａから他方向Ｂに切り替わる際に、第１ソレノイド５に発生する逆起電流は、接続箇所Ｄより他方向Ｂに流れる電流とともに第２ダイオード８を介して第２ソレノイド６に流れて回生する。

【0017】

また、交流電源１の電流が他方向Ｂから一方向Ａに切り替わる際に、第２ソレノイド６に発生する逆起電流は、接続箇所Ｃより一方向Ａに流れる電流とともに第１ダイオード７を介して第１ソレノイド５に流れて回生する。

【0018】

この状態で、圧力が圧力スイッチ３の設定値よりも高くなると、圧力スイッチ３が閉作動して、リレースイッチ４が開作動し、交流電源１から両ソレノイド５、６へ電流の流れを遮断する。

【0019】

そして、再び圧力が圧力スイッチ３の設定値よりも低くなると、圧力スイッチ３が開作動して、リレースイッチ４が閉作動し、交流電源１から両ソレノイド５、６へ電流を流す。

【0020】

かかる作動において、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６の接続箇所Ｃより第１ソレノイド５側に、第１ダイオード７を一方向Ａの電流の流れを許容すると共に他方向Ｂの電流の流れを阻止する向きに配置して、第１ソレノイド５と直列に接続し、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６の接続箇所Ｄより第２ソレノイド６側に、第２ダイオード８を一方向Ａの電流の流れを阻止すると共に他方向Ｂの電流の流れを許容する向きに配置して、第２ソレノイド６と直列に接続した。このため、第１ダイオード７は他方向Ｂの電流の流れを阻止すると共に、第２ダイオード８は一方向Ａの電流の流れを阻止するから、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６は一方向Ａの電流の流れと他方向Ｂの電流の流れで交互に通電することができる。そして、電流の流れが一方向Ａから他方向Ｂへの切り替えで発生する第１ソレノイド５の逆起電流を他方向Ｂに流れる電流とともに第２ソレノイド６に流して回生すると共に、電流の流れが他方向Ｂから一方向Ａへの切り替えで発生する第２ソレノイド６の逆起電流を一方向Ａに流れる電流とともに第１ソレノイド５に流して回生することができるから、従来の如く、逆起電力を蓄積するコンデンサを不要にでき、さらに１個のソレノイドに対して、ダイオードは１個でよく、部品点数を減らすことができ、回路構成の簡素化を図ることができる。

【0021】

また、スイッチ手段２は設定値より高い場合に開作動し、交流電源１から第１ソレノイド５と第２ソレノイド６への電流の流れを遮断した。このため、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６には、設定値より高い場合に、電流が流れることがないから、消費電力を低減することができる。

【0022】

図５は本発明の他の実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
スイッチ手段９は圧力が設定値よりも低くいと閉作動する圧力スイッチ１０と、圧力スイッチ１０の作動により開閉作動するリレースイッチ１１とで構成している。第１ダイオード１２は、接続箇所Ｄと第１ソレノイド５の他方側５Ｂとの間に接続し、交流電源１の一方向Ａからの電流の流れを許容すると共に他方向Ｂからの電流の流れを阻止する向きに配置している。第２ダイオード１３は、接続箇所Ｃと第２ソレノイド６の一方側６Ａとの間に接続し、交流電源１の一方向Ａからの電流の流れを阻止すると共に他方向Ｂからの電流の流れを許容する向きに配置している。

【0023】

作動は、図５の状態で、スイッチ手段９は圧力が圧力スイッチ１０の設定値よりも高く、圧力スイッチ１０が開き、リレースイッチ１１が開いた状態を示している。この状態では、交流電源１から両ソレノイド５、６へ電流の流れを遮断している。

【0024】

この状態から、圧力が圧力スイッチ１０の設定値よりも低くなると、圧力スイッチ１０が閉作動して、リレースイッチ１１が閉作動し、交流電源１から両ソレノイド５、６への電流を流す。

【0025】

交流電源１の一方向Ａに流れる電流は、交流電源１の一方側１Ａからリレースイッチ１１、第１ソレノイド５、第１ダイオード１２を流れて交流電源１の他方側１Ｂに至り、第１ソレノイド５を通電する。逆に、交流電源１の他方向Ｂに流れる電流は、第１ダイオード１２により流れを阻止され、第１ソレノイド５は非通電である。よって、第１ダイオード１２は交流電源１の一方向Ａから流れる電流を第１ソレノイド５を介して他方側１Ｂに流し、他方向Ｂから流れる電流を阻止するため、交流電源１から流れる全波整流Ｅ（図２に図示）を上半分の半波整流Ｆ（図３に図示）にして第１ソレノイド５を通電する。

【0026】

また、交流電源１の他方向Ｂに流れる電流は、交流電源１の他方側１Ｂから接続箇所Ｄを介して第２ソレノイド６、第２ダイオード１３、リレースイッチ１１を流れて交流電源１の一方側１Ａに至り、第２ソレノイド６を通電する。逆に、交流電源１の一方向Ａに流れる電流は、交流電源１の一方側１Ａから接続箇所Ｃを介して第２ダイオード１３により電流の流れを阻止され、第２ソレノイド６は非通電である。よって、第２ダイオード１３は交流電源１の他方向Ｂから流れる電流を第２ソレノイド６を介して一方側１Ａに流し、一方向Ａから流れる電流を阻止するため、交流電源１から流れる全波整流Ｅ（図２に図示）を下半分の半波整流Ｇ（図４に図示）にして第２ソレノイド６を通電する。

【0027】

交流電源１の電流が一方向Ａから他方向Ｂに切り替わる際に、第１ソレノイド５に発生する逆起電流は、第１ダイオード１２を介して接続箇所Ｄより他方向Ｂに流れる電流とともに第２ソレノイド６に流れて回生する。

【0028】

また、交流電源１の電流が他方向Ｂから一方向Ａに切り替わる際に、第２ソレノイド６に発生する逆起電流は、第２ダイオード１３を介して接続箇所Ｃより一方向Ａに流れる電流とともに第１ソレノイド５に流れて回生する。

【0029】

この状態で、再び圧力が圧力スイッチ１０の設定値よりも高くなると、圧力スイッチ１０が開作動して、リレースイッチ１１が開作動し、交流電源１から両ソレノイド５、６へ電流の流れを遮断する。

【0030】

かかる作動で、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６の接続箇所Ｄより第１ソレノイド５側に、第１ダイオード１２を一方向Ａの電流の流れを許容すると共に他方向Ｂの電流の流れを阻止する向きに配置して、第１ソレノイド５と直列に接続し、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６の接続箇所Ｃより第２ソレノイド６側に、第２ダイオード１３を一方向Ａの電流の流れを阻止すると共に他方向Ｂの電流の流れを許容する向きに配置して、第２ソレノイド６と直列に接続した。このため、第１ダイオード１２は他方向Ｂの電流の流れを阻止すると共に、第２ダイオード１３は一方向Ａの電流の流れを阻止するから、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６は一方向Ａの電流の流れと他方向Ｂの電流の流れで交互に通電することができる。そして、電流の流れが一方向Ａから他方向Ｂへの切り替えで発生する第１ソレノイド５の逆起電流を他方向Ｂに流れる電流とともに第２ソレノイド６に流して回生すると共に、電流の流れが他方向Ｂから一方向Ａへの切り替えで発生する第２ソレノイド６の逆起電流を一方向Ａに流れる電流とともに第１ソレノイド５に流して回生することができるから、従来の如く、逆起電力を蓄積するコンデンサを不要にでき、さらに１個のソレノイドに対して、ダイオードは１個でよく、部品点数を減らすことができ、回路構成の簡素化を図ることができる。

【0031】

また、スイッチ手段９は設定値より低い場合に閉作動し、交流電源１から第１ソレノイド５と第２ソレノイド６へ電流を流すようにした。このため、第１ソレノイド５と第２ソレノイド６には、設定値より低い場合にだけ電流を流すことができるから、消費電力を低減することができる。

【0032】

なお、前述の実施形態では、圧力スイッチ３、１０とリレースイッチ４、１１とで構成したスイッチ手段２、９を用いたが、リレースイッチを圧力スイッチに替えてもよいことは勿論である。

【0033】

１：交流電源
２、９：スイッチ手段
５：第１ソレノイド
６：第２ソレノイド
７、１２：第１ダイオード
８、１３：第２ダイオード
Ａ：一方向
Ｂ：他方側
Ｃ、Ｄ：接続箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】