JPS6161409A - Driving circuit for solenoid - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce impulsive sound using a simple constitution by a method wherein the current running on an exciting coil when a plunger is attracted is detected, the detected value is compared with the prescribed reference signal, and the current running to the exciting coil is controlled properly. CONSTITUTION:The attracting current shown by the arrow i1 in the diagram runs on an exciting coil L1 when transistors Q2 and Q3 are turned ON by a current controlling means CC. This attracting current is brought in the state of time lag of first order by the inductance of the exciting coil L1, and when the attracting current is made larger slowly and a plunger 3 begins to attract, a change is generated in magnetic flux and it is dipped. Voltage Vi which changes corresponding to the current i1 is generated on the resistor R1, and it is inputted to the input end on one side a comparator CMP. A reference voltage generating circuit RF integrates the voltage Vi and a reference voltage Vref, which changes a little later than the Vi, is generated. The voltage Vi and the reference voltage Vref are compared by the comparator CMP, and a high level signal is outputted when the result of comparison is Vi<Vref. A current controlling means CC detects the point of time when the signal sent from the comparator CMP is turned to high level, the transistors Q2 and Q3 are turned OFF, and the exciting current i1 is turned OFF.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ソレノイドの駆動回路に関し、更に詳しくは
、プランジャの動きによって例えばサーマルヘッド等の
アップ、ダウンを行なうソレノイドの駆動回路に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a solenoid drive circuit, and more particularly to a solenoid drive circuit that raises and lowers, for example, a thermal head by the movement of a plunger. .

（従来の技術） 第４図は、ソレノイドの一例を示す構成断面図でおる。(Conventional technology) FIG. 4 is a sectional view showing an example of a solenoid.

このソレノイドは、円筒状の磁性体フレーム１で覆われ
、その底部２の中央に貫通孔が設けられていて、この部
分で、プランジャ３がその軸方向に移動できるようにな
っている。フレーム１の他方の開放端部は、中央に孔が
設けられた円板状の永久磁石４で閉塞されている。この
永久磁石４は、例えば中央孔の局面がＳ極、外周面がＮ
極となっている。永久磁石４の中央の孔部は、ゴム製の
ストッパ５によって閉塞されており、これにグランジャ
５の他端が当る。フレーム１の底部２と、永久磁石４で
囲まれた内部には、フレーム１の円筒内面に沿って円筒
状の励磁コイルＬ１が配置されている。この励磁コイル
は、電流の方向に応じて、グランジャ５を永久磁石４側
に吸引する磁界を作る吸引コイルとなりたり、プランジ
ャ３を永久磁石４から引離すための磁界を作る復帰コイ
ルとなったυする。なお、吸引コイルと復帰コイルをそ
れぞれ別々に設けてもよい。プランジャ３は、永久磁石
４から引離されると、ストッパ乙によってその引出し位
置が規制される。This solenoid is covered with a cylindrical magnetic frame 1, and has a through hole in the center of its bottom 2, through which the plunger 3 can move in its axial direction. The other open end of the frame 1 is closed by a disk-shaped permanent magnet 4 with a hole in the center. In this permanent magnet 4, for example, the curved surface of the central hole is the S pole, and the outer peripheral surface is the N pole.
It is extreme. The central hole of the permanent magnet 4 is closed by a stopper 5 made of rubber, and the other end of the granger 5 comes into contact with this. A cylindrical excitation coil L1 is arranged inside the frame 1 surrounded by the bottom 2 and the permanent magnet 4 along the cylindrical inner surface of the frame 1. Depending on the direction of the current, this excitation coil can function as an attraction coil that creates a magnetic field that attracts the granger 5 toward the permanent magnet 4, or as a return coil that creates a magnetic field that pulls the plunger 3 away from the permanent magnet 4. do. Note that the attraction coil and the return coil may be provided separately. When the plunger 3 is pulled away from the permanent magnet 4, its withdrawn position is regulated by a stopper B.

（発明が解決しようとする問題点） このような構成のソレノイドにおいて、ソレノイドの駆
動は、プランジャ３０ストロークが零になるのを検出し
、印加電圧制御を行なっていた。(Problems to be Solved by the Invention) In the solenoid having such a configuration, the solenoid is driven by detecting that the stroke of the plunger 30 becomes zero and controlling the applied voltage.

この手法は、電圧印加時間を一定値にし駆動する場合に
比べて、発熱量を抑制できる利点があるが、ソレノイド
にかかる負荷に比べ、ソレノイドの吸着力のマージンが
一般に大きすぎるため、ソレノイドによって駆動される
部材（例えばサーマルヘッド）が対抗面（例えばプラテ
ン）に押し付けられる際の衝撃音が非常に大きくなると
いう問題点があった。This method has the advantage of suppressing the amount of heat generated compared to driving with a constant voltage application time, but since the margin of the solenoid's adsorption force is generally too large compared to the load on the solenoid, the solenoid is driven. There has been a problem in that the impact noise generated when a member (for example, a thermal head) is pressed against an opposing surface (for example, a platen) becomes very loud.

本発明は、従来技術におけるこのような問題点に着目し
てなされたもので、その目的は、簡単な構成で、衝撃音
を小さくすることのできるソレノイド駆動回路を実現し
ようとするものである。The present invention has been made in view of these problems in the prior art, and its purpose is to realize a solenoid drive circuit that has a simple configuration and can reduce impact noise.

（問題点を解決するための手段） このような問題点を解決する本発明は、励磁コイルとこ
の励磁コイルによって磁化され動くプランジャとを備え
たソレノイドにおいて、前記プランジャの吸引時に前記
励磁コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、こ
の電流検出手段からの信号と所定のレファレンス信号と
を比較する比較手段と、この比較手段からの信号によっ
てプランジャの吸引時に前記励磁コイルに流れている電
流をオフとする電流制御手段とを備えている。(Means for Solving the Problems) The present invention solves these problems in a solenoid that includes an excitation coil and a plunger that is magnetized and moves by the excitation coil, in which a current flows through the excitation coil when the plunger is attracted. a current detection means for detecting the current; a comparison means for comparing the signal from the current detection means with a predetermined reference signal; and a signal from the comparison means to turn off the current flowing through the excitation coil when the plunger is attracted. and current control means.

（実施例） 第１図は本発明に係る装置の一例を示す構成プロ、り図
である。この例では、吸引コイルと復帰コイルとをひと
つの励磁コイルＬ１で行なうものについて例示する。図
において、Ｑ□〜Ｑ４はいずれもスイッチング用トラン
ジスタで、これらは直流電源■に対してブリ、ジ接続さ
瓢このブリッジ回路の検電端に励磁コイルＬ１が接続さ
れている。Ｒ□はグランジャ吸引時に励磁コイルＬ１に
流れる電ａ　ｉｌを検出する抵抗で、吸引時にオンとな
るスイッチング用トランジスタＱ３と直列になるように
ブリ、ジ回路に挿入接続されている。Ｃ１ｔＰは比較器
で、一方の入力端（−）　Ｋ　を流検出用抵抗Ｒ工に生
じた電圧Ｖ工が印加され、他方の入力端にレファレンス
電圧ｖｒｅｆが印加されておシ、両信号を比較する。レ
ファレンス電圧ｖｒｅｆは、ここでは抵抗ＲＩＫ生じた
電圧Ｖ□を入力しこれを積分する抵抗Ｒ３、コンデンサ
Ｃ１及び抵抗Ｒで構成されるレファレンス電圧発生回路
ＲＦで得られる。ＣＣは電流制御手段で、比較器Ｃλ伊
からの信号を入力しており、各トランジスタＱ１〜Ｑ４
のスイッチングを制御する。また、プランジャの吸引時
に励磁コイルＬ工に流れている電流をオフとする制御を
行なう。この電流制御手段は、例えばマイクロプロセ、
すが用いられる。(Example) FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an apparatus according to the present invention. In this example, one excitation coil L1 is used as an attraction coil and a return coil. In the figure, Q□ to Q4 are all switching transistors, and these are bridge-connected to the DC power supply ■, and the excitation coil L1 is connected to the voltage detecting end of this bridge circuit. R□ is a resistor for detecting the electric current flowing through the excitation coil L1 when the granger is attracted, and is inserted and connected to the bridge circuit so as to be in series with the switching transistor Q3 which is turned on when the granger is attracted. C1tP is a comparator, and the voltage V generated in the current detection resistor R is applied to one input terminal (-) K, and the reference voltage Vref is applied to the other input terminal, and both signals are compared. do. The reference voltage vref is here obtained by a reference voltage generation circuit RF constituted by a resistor R3, a capacitor C1, and a resistor R, which inputs the voltage V□ generated by the resistor RIK and integrates it. CC is a current control means which inputs the signal from the comparator Cλ, and each transistor Q1 to Q4
control the switching of Also, control is performed to turn off the current flowing through the excitation coil L when the plunger is attracted. This current control means is, for example, a microprocessor,
is used.

このように構成した回路の動作を、次に第２図の動作波
形図を参照しながら説明する。まず、ソレノイドのプラ
ンジャ３を吸引する場合、電流制御手段ＣＣは、トラン
ジスタＱ２．　Ｑ３を第２図（イ）に示すようにオンと
する。これによって、励磁コイルＬ□には、矢印１１に
示すように吸引ＩＩ流が流れる。The operation of the circuit configured as described above will now be described with reference to the operational waveform diagram of FIG. 2. First, when attracting the plunger 3 of the solenoid, the current control means CC controls the transistor Q2. Turn on Q3 as shown in Figure 2 (a). As a result, an attraction II flow flows through the excitation coil L□ as shown by an arrow 11.

この吸引Ｍ、流は、励磁・イルＬ１のもつインダクタン
スのために１第２図（ロ）に示すように一次遅れとなり
、徐々に増大し、やがてプランジャ５が吸引し始めると
、磁束の変化が生じてディップするようになる。Due to the inductance of the excitation coil L1, this attraction M and flow become first-order delayed as shown in Fig. 2 (b), gradually increase, and eventually when the plunger 5 starts to attract, the change in magnetic flux changes. It begins to rise and dip.

抵抗Ｒ□には、ｌｒＬ流１１に対応して第２図（ハ）の
実線に示すように、変化する電圧Ｖ□が発生し、これが
比較器ＣＭＰの一方の入力端←）に印加される。また、
レファレンス電圧発生回路ＲＦは、この電圧Ｖ工を積分
し、第２図（ハ）の破線Ｋに示すＶ□よシ多少遅れて変
化するレファレンス電圧ｖｒｅｆを発生する。比較器Ｃ
ＭＰは、両入力端に印加される電圧Ｖよとレファレンス
電圧Ｖ　　とを比較し、Ｖ□＜ｖｒ。ｆの時、第２ｅｆ 図−に示すようにハイレベルの信号を出力する。In response to the lrL flow 11, a changing voltage V□ is generated in the resistor R□, as shown by the solid line in Figure 2 (C), and this is applied to one input terminal of the comparator CMP ←). . Also,
The reference voltage generating circuit RF integrates this voltage V, and generates a reference voltage vref that changes with some delay from V□ shown by the broken line K in FIG. 2(c). Comparator C
MP compares the voltage V applied to both input terminals with the reference voltage V, and finds that V□<vr. When f, a high level signal is output as shown in Fig. 2ef.

電流制御手段ＣＣは、比較器ＣＭｐからの信号がハイレ
ベルとなった時点、すなわち、プランジャ３が吸引し始
めた時点を検出し、この時点付近でトランジスタＱ２．
Ｑ３をオフとし、励磁電流１□をオフとする。The current control means CC detects the point in time when the signal from the comparator CMp becomes high level, that is, the point in time when the plunger 3 starts to attract, and around this point, the transistors Q2.
Turn off Q3 and turn off excitation current 1□.

第３図は、ソレノイドのプランジャ３のストロークと、
力との関係を示した線図である。Figure 3 shows the stroke of solenoid plunger 3,
It is a diagram showing the relationship with force.

プランジャ５０ストロークが、所定のストローク量φ（
例えばサーマルへ、ドをプラテンに押圧するまで動かす
に必要なストローク量）になる前に１励磁コイルＬ□に
流す励磁電流１１をオフとしても、ソレノイドは、第３
図に示すような特性を有するところから、無励磁時にお
いても、プランジャ５には吸着力が生じ、この吸着力は
、プランジャ３に結合しているメカ負荷（サーマルヘッ
ド等）より大きく、また、またプランジャ５の慣性力に
よって、プランジャ３は、例えばサーマルヘッドをプラ
テンまで押圧させることができる。この時、サーマルヘ
ッドがプラテンに押圧する瞬間の速度は、従来のものに
比べて小さくなり、衝撃音を小さくできる。また、ソレ
ノイドの励磁コイルへの電圧印加時間も短かくでき、ソ
レノイドでの発熱量を小さくできる。50 strokes of the plunger is a predetermined stroke amount φ(
For example, even if the excitation current 11 flowing through the first excitation coil L□ is turned off before the stroke amount required to move the thermal conductor until it is pressed against the platen, the solenoid
Because the plunger 5 has the characteristics shown in the figure, an attractive force is generated in the plunger 5 even when it is not energized, and this attractive force is larger than the mechanical load (thermal head, etc.) coupled to the plunger 3, and Further, due to the inertia force of the plunger 5, the plunger 3 can, for example, press the thermal head up to the platen. At this time, the instantaneous speed at which the thermal head presses against the platen is lower than that of the conventional one, and the impact noise can be reduced. Furthermore, the time for applying voltage to the excitation coil of the solenoid can be shortened, and the amount of heat generated by the solenoid can be reduced.

プランジャ５の復帰は、トランジスタＱ１．Ｑ４ｔ”１
　　　オンとし、励磁コイルＬ１に矢印１゜方向の電流
を流して行なう。The return of the plunger 5 is caused by the transistor Q1. Q4t”1
Turn it on, and run a current in the direction of the arrow 1° through the excitation coil L1.

なお１、上記の実施例では、レファレンス電圧ｖｒｅｆ
　”、抵抗Ｒ工からの電圧信号ｖ１を入力とする積分回
路からなるレファレンス電圧発生回路ＲＦで得るようＫ
したものであるが、これに代えて、固定又は可変の直流
電源を用いるようにしてもよい。1. In the above embodiment, the reference voltage vref
”, the voltage signal V1 from the resistor R is input to the reference voltage generating circuit RF, which is made up of an integrating circuit.
However, instead of this, a fixed or variable DC power source may be used.

また、励磁コイルは、吸引用と復帰用とをそれぞれ別個
に設けてもよい。また励磁電流１１をオフとする時点は
、レファレンス電圧発生回路ＲＦの積分時定数あるいは
直流電源を用いる場合はその電圧値等によって変えるこ
とができ、これによって、ソレノイド巻線抵抗や、プラ
ンジャに結合するメカ負荷のバラツキを吸収できる。Further, the excitation coil may be provided separately for attraction and return. Further, the point at which the excitation current 11 is turned off can be changed depending on the integration time constant of the reference voltage generation circuit RF or the voltage value when using a DC power supply. Can absorb variations in mechanical load.

（発明の効果） 以上説明したよりに、本発明によれば、簡単な構成で衝
撃音を小さくすることができるとともＫ。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, impact noise can be reduced with a simple configuration.

ソレノイドにおける発熱量を少なくできるソレノイド駆
動回路が実現できる。A solenoid drive circuit that can reduce the amount of heat generated in the solenoid can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明に係る装置の一例を示す構成プロ、り
図、第２図はその動作波形図、第３図はソレノイドの特
性を示す線図、第４図はソレノイドの構成断面図である
。 Ｌ・・・励磁コイル、Ｑ１〜Ｑ４・・・スイッチング用
トランンスタ、Ｒ１・・・電流検出用抵抗、ＣＭＰ・・
・比較器、ＣＣ・・・電流制御手段。 第１図Fig. 1 is a diagram showing the configuration of an example of the device according to the present invention, Fig. 2 is its operating waveform diagram, Fig. 3 is a line diagram showing the characteristics of the solenoid, and Fig. 4 is a sectional view of the solenoid configuration. It is. L... Excitation coil, Q1-Q4... Switching transistor, R1... Current detection resistor, CMP...
- Comparator, CC...Current control means. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）励磁コイルとこの励磁コイルによって磁化され動
くプランジャとを備えたソレノイドにおいて、 前記プランジャの吸引時に前記励磁コイル に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出
手段からの信号と所定のレファレンス信号とを比較する
比較手段と、この比較手段からの信号によってプランジ
ャの吸引時に前記励磁コイルに流れている電流をオフと
する電流制御手段とを備えたソレノイドの駆動回路。(1) In a solenoid equipped with an excitation coil and a plunger that is magnetized and moved by the excitation coil, current detection means detects a current flowing through the excitation coil when the plunger is attracted, and a signal from the current detection means and a predetermined A solenoid drive circuit comprising a comparison means for comparing a reference signal with a reference signal, and a current control means for turning off a current flowing through the excitation coil when a plunger is attracted by a signal from the comparison means.