JP3062989B2 - コイル駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル駆動制御装置に
関し、特に装置本体に対して着脱可能なアクチュエータ
に内蔵されたアクチュエータ駆動用コイルを駆動制御す
るための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に、従来のコイル駆動制御装置の一
例を示す。図３において、アクチュエータ３１に内蔵さ
れたコイル３２の一端は、コネクタ３３を介してＰＮＰ
トランジスタ３４のコレクタに接続されている。ＰＮＰ
トランジスタ３４のエミッタは電源３５のプラス端子に
接続され、電源３５のマイナス端子はコネクタ３３を介
してコイル３２の他端に接続されている。なお、電源３
５のマイナス端子への接続線を、以下、グランド線３６
と称する。また、ＰＮＰトランジスタ３４のベースはド
ライブ回路３７の出力端子に接続され、ドライブ回路３
７の入力端子は制御部３８の出力端子に接続されてい
る。

【０００３】上記構成のコイル駆動制御装置において
は、多くの場合、駆動対象のアクチュエータ３１は図中
破線で囲んで示した装置本体３９とは離れて配置され、
そこに至る配線には中継用にコネクタ３３が設けられて
機能ブロック毎の分割が図られている。また、アクチュ
エータ３１は、装置毎の仕様によって必要である場合と
必要無い場合とがあり、ユーザの必要度や装置の販売価
格に応じてアクチュエータ３１の実装の有無が決まる。
なお、実装時には、回路上、コイル３２が装置本体３９
に対して接続される。更に、その場合、アクチュエータ
３１を含む機構部を、あとから簡単に着脱できるいわゆ
るオプション装置とする場合もある。

【０００４】次に、図３の回路動作について説明する。
まず、制御部３８は、アクチュエータ３１を動作させる
必要が生じると、ドライブ回路３７に対して動作指令を
与える。この動作指令を受けたドライブ回路３７は、Ｐ
ＮＰトランジスタ３４にベース電流を流すことによって
当該トランジスタ３４をオンさせる。ＰＮＰトランジス
タ３４がオンすると、当該トランジスタ３４を通して電
源３５からコイル３２に駆動電流が流れ、これによりア
クチュエータ３１が所望の動作を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来のコイル駆動制御装置では、コイル３２がオプ
ションで追加される側にある場合に、制御部３８はコイ
ル３２が実際に装置本体３９に接続されているのか判定
できず、アクチュエータ３１が付加されている場合の動
作と付加されていない場合の動作のどちらを実行すれば
良いのかわからないという問題があった。そこで、コイ
ル３２が接続されていることを認識できるようにするた
めには、図４に示すように、コネクタ３３に端子を１つ
追加し、この追加端子４１のオプション装置側をグラン
ド線３６に接続する一方、装置本体側を信号線４２を介
して制御部３８に接続するとともに、この信号線４２を
プルアップ抵抗４３を介してロジック電源に接続する構
成を採れば良い。

【０００６】これによれば、オプション装置であるアク
チュエータ３１が接続されている場合には、追加端子４
１のオプション装置側がグランド線３６に接続されてい
ることから信号線４２がＬｏレベルに、またアクチュエ
ータ３１が接続されていない場合には、コネクタ３３の
端子がオープン状態となり、かつ信号線４２がプルアッ
プ抵抗４３を介してロジック電源に接続されていること
から信号線４２がＨｉレベルとなる。したがって、制御
部３８は、この信号線４２のレベル変化を読み取ること
により、アクチュエータ３１が装置本体３９に接続され
ているか否かを認識できることになる。しかしながら、
この構成を採る場合には、コネクタ３３の極数が増える
他、配線も追加になるために、部品代増及び工数増に伴
ってコストアップを招くという新たな問題が生ずる。

【０００７】また、他の方法としては、ディップスイッ
チを用いてアクチュエータ３１の接続の有無を人手によ
って設定したり、装置の操作パネルよりの操作もしくは
上位装置等よりの指令によって指示されたアクチュエー
タ３１の接続有無の情報を装置内部に設けた不揮発性メ
モリに格納しておき、必要に応じて制御部３８がディッ
プスイッチの設定もしくは不揮発性メモリの内容を参照
することにより、アクチュエータ３１の接続有無の情報
を得る方法も考えられる。しかしながら、これらの方法
の場合にあっては、新規にディップスイッチあるいは不
揮発性メモリを追加することに伴ってコストアップにつ
ながる他、アクチュエータ３１の接続の有無と設定され
た情報との間にオペレータによる操作が介在するため、
得られる情報が本当か否かを後からでは証明できないと
ともに、間違って設定されたときに誤動作が生じ、場合
によっては破壊に至る可能性があるという問題がある。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、最小限のコストアッ
プにてアクチュエータの接続の有無を確実に認識するこ
とが可能なコイル駆動制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるコイル駆動
制御装置は、装置本体に対して着脱可能なアクチュエー
タに内蔵されたアクチュエータ駆動用コイルの駆動制御
装置であって、アクチュエータが装着されたとき、アク
チュエータ駆動用コイルを含む閉ループを形成し、この
閉ループに流れる電流に基づいてコイルが接続されてい
ることを検出する検出回路を備えた構成となっている。

【００１０】

【作用】上記構成のコイル駆動制御装置において、アク
チュエータが装着されたとき、検出回路はアクチュエー
タ駆動用コイルを含む閉ループを形成する。ここで、ア
クチュエータ駆動用コイルの非駆動時には当該コイルに
駆動信号が与えられていないことから閉ループに電流が
流れるため、検出回路はこの電流に基づいてアクチュエ
ータ駆動用コイルが接続されていることを検出する。ア
クチュエータが装着されていないときには、アクチュエ
ータ駆動用コイルを含む閉ループが形成されないため、
検出回路はアクチュエータ駆動用コイルが接続されてい
ないことを検出できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す
回路図である。図１において、アクチュエータ１１に内
蔵されたコイル１２の一端は、コネクタ１３を介してＰ
ＮＰトランジスタ１４のコレクタに接続されている。Ｐ
ＮＰトランジスタ１４のエミッタは電源１５のプラス端
子に接続され、電源１５のマイナス端子はコネクタ１３
を介してコイル１２の他端に接続されている。なお、電
源１５のマイナス端子への接続線を、以下、グランド線
１６と称する。また、ＰＮＰトランジスタ１４のベース
はドライブ回路１７の出力端子に接続され、ドライブ回
路１７の入力端子は制御部１８の出力端子に接続されて
いる。制御部１８は、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ等で
構成される。

【００１２】一方、ＰＮＰトランジスタ１４のコレクタ
にはダイオード１９のカソードが接続され、ダイオード
１９のアノードは抵抗２０の一端に接続されている。抵
抗２０の他端はＰＮＰトランジスタ２１のベースに接続
され、当該トランジスタ２１のエミッタはロジック電源
２２のプラス端子に接続されている。なお、このロジッ
ク電源２２は、その配線については図示しないが、ドラ
イブ回路１７や制御部１８等のロジック回路に対する電
源にもなっている。ＰＮＰトランジスタ２１のコレクタ
は抵抗２３の一端に接続されるとともに、信号線２４を
介して制御部１８に接続されている。抵抗２３の他端は
グランド線１６に接続されている。このダイオード１
９、抵抗２０、ＰＮＰトランジスタ２１及び抵抗２３に
より、コイル１２の接続の有無を検出するコイル検出回
路２５が構成されている。

【００１３】次に、上記構成の回路動作について説明す
る。先ず、制御部１８は、アクチュエータ１１を動作さ
せる必要が生じると、ドライブ回路１７に動作指令を出
す。この動作指令を受けたドライブ回路１７は、ＰＮＰ
トランジスタ１４にベース電流を流すことによって当該
トランジスタ１４をオンさせる。ＰＮＰトランジスタ１
４がオンすると、当該トランジスタ１４を通して電源１
５からコイル１２に駆動電流が流れ、これによりアクチ
ュエータ１１が所望の動作を行う。

【００１４】続いて、コイル検出回路２５についての動
作説明を行う。なお、アクチュエータ１１を動作させな
い場合、即ちＰＮＰトランジスタ１４がオフの場合はコ
イル１２の接続の有無によって動作が異なる。先ず、コ
イル１２が接続されている場合には、ロジック電源２２
からＰＮＰトランジスタ２１のエミッタ‐ベース、抵抗
２０、ダイオード１９、コイル１２及びグランド線１６
を通ってロジック電源２２に戻る閉ループが形成され、
この閉ループにＰＮＰトランジスタ２１のベース電流が
流れ、その結果当該トランジスタ２１がオンする。する
と、抵抗２３に電流が流れてＡ点がＨｉレベルとなる。
一方、コイル１２が接続されていない場合には、上記閉
ループが形成されず、ＰＮＰトランジスタ２１にベース
電流が流れないために、当該トランジスタ２１はオフと
なる。すると、Ａ点は抵抗２３によってグランドレベル
にプルダウンされ、Ｌｏレベルとなる。

【００１５】なお、上記構成のコイル検出回路２５にお
いては、コイル１２が接続されている場合に常にコイル
１２にＰＮＰトランジスタ２１のベース電流が流れるこ
とになる。したがって、そのベース電流が大きいと、コ
イル１２が誤動作を起こす可能性がある。ところが、制
御部１８をＣＰＵ、マイクロプロセッサ等で構成する場
合を考えると、ＩＣの製造プロセスはほとんどがＣ‐Ｍ
ＯＳであるため、コイル検出回路２５からＬｏレベルが
入力されたときの制御部１８の入力端子からの流れ出し
電流Ｉ_ILは非常に小さい。これにより、抵抗２３の抵抗
値を大きく設定できるので、ＰＮＰトランジスタ２１の
コレクタ電流を非常に小さくできる。したがって、コレ
クタ電流をＰＮＰトランジスタ２１の直流電流増幅率ｈ
_feで割ることで得られるベース電流は更に小さくなり、
アクチュエータ１１を動作させるためにコイル１２に流
す必要のある電流に比べて無視できるレベルに設定する
ことができるので、このベース電流によってコイル１２
が誤動作することもなく、実用上何ら問題はない。

【００１６】次に、アクチュエータ１１を動作させてい
る場合のコイル検出回路２５の回路動作について説明す
る。この場合には、ＰＮＰトランジスタ１４がオンして
いるため、Ｂ点には電源１５の電源電圧Ｖ15からＰＮＰ
トランジスタ１４の飽和時オン電圧Ｖ_CESAT を引いた電
圧が現れる。一般に、アクチュエータ用の電源電圧Ｖ15
は、＋５Ｖに代表されるロジック電源２２の電源電圧Ｖ
22と同等かそれ以上であるため、このときＰＮＰトラン
ジスタ２１のベース電流は流れず、その結果ＰＮＰトラ
ンジスタ２１はオフし、結局Ａ点はコイル１２の有無に
拘らずＬｏレベルとなる。なお、図中のダイオード１９
は電源１５の電源電圧Ｖ15がロジック電源２２の電圧よ
りも高い場合に、ＰＮＰトランジスタ２１が破壊される
のを防止するために設けられたもので、破壊の可能性が
ない場合には削除し、回路的に短絡することが可能であ
る。

【００１７】制御部１８は、信号線２４のレベルを監視
することで、コイル１２を内蔵したアクチュエータ１１
の接続の有無を判別する。その際の制御部１８の処理手
順について、図２のフローチャートにしたがって説明す
る。なお、以下の説明において、本発明と直接関係のな
い装置の動作については通常の処理とし、その説明につ
いては省略するものとする。

【００１８】先ず、制御部１８は、アクチュエータ１１
をドライブ中である否かを判断する（ステップＳ１
１）。ドライブ中でなければ、Ａ点のレベルを読み取り
（ステップＳ１２）、その読取りレベルがＨｉレベルで
あるか否かをチェックする（ステップＳ１３）。このと
き、Ｈｉレベルであれば、アクチュエータ存在フラグを
セットし（ステップＳ１４）、その後通常の処理に移行
する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１１におい
てアクチュエータ１１をドライブ中であると判定した場
合、あるいはステップＳ１３において読取りレベルがＬ
ｏレベルであると判定した場合には、直接通常の処理
（ステップＳ１５）に移行する。この通常の処理におい
て、制御部１８は、アクチュエータ存在フラグがセット
されているか否かによってアクチュエータ１１の接続の
有無を認識し、その接続の有無に応じた処理を実行す
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置本体に対して着脱可能なアクチュエータに内蔵され
たアクチュエータ駆動用コイルの駆動制御装置におい
て、アクチュエータが装着されたときアクチュエータ駆
動用コイルを含む閉ループを形成する検出回路を設け、
この閉ループに流れる電流に基づいてコイルが接続され
ていることを検出する構成としたことにより、簡単な回
路構成にてコイルの接続の有無を確実に検出することが
できるので、最小限のコストアップにて所期の目的を達
成でき、装置への要求仕様に応じた確実な制御が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】制御部の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】一従来例を示す回路図である。

【図４】他の従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１１ アクチュエータ １２ アクチュエータ駆動用コイル １３ コネクタ １４，２１ ＰＮＰトランジスタ １７ ドライブ回路 １８ 制御部 ２２ ロジック電源 ２５ コイル検出回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に対して着脱可能なアクチュエ
   ータに内蔵されたアクチュエータ駆動用コイルの駆動制
   御装置であって、 前記アクチュエータが装着されたとき前記アクチュエー
   タ駆動用コイルを含む閉ループを形成し、この閉ループ
   に流れる電流に基づいてコイルが接続されていることを
   検出する検出回路を備えたことを特徴とするコイル駆動
   制御装置。