JPH01269768A - 電磁切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は例えば弁本体に併設されたソレノイドコイル
が直流励磁されて、流体の流路を切換えるスプールを作
動させる電磁切換弁、特に可動鉄心の作動に基づいた電
磁切換弁の作動検出に関する。

［従来の技術］ 第６図は例えば従来の電磁切換弁の断面図を示し、 １は流体の流路を切換える弁本体、２は外部から電気信
号を供給するケーブルが接続される電装箱、旦は合成樹
脂材のケースに収納されるソレノイド部、４はコイル、
５は透磁性材料よりなるコイルフレーム、８は端子板、
９はプラグ、１０はレセプタタル、１１はコイル４の励
磁に応動し流路を切換えるスプール、１２はスプリング
、１３は固定鉄心、１４はスプール１１に連結されたブ
ツシュピン、１５はコイル４の励磁により作動する可動
鉄心、１６は表示灯、２５はスプール１１に押圧されて
動作するマイクロスイッチ、２６は弁本体１にｆＪ−ｆ
　Ｋ２されたケースである。

従来の電磁切換弁は上記のように溝底され、電磁切換弁
は弁本体１に併設されたソレノイド部旦のコイル４を直
流励磁するため、外部からのケーブルが弁本体１に載置
された電装箱２の端子板８に接続され、プラグ９ならび
にレセプタクル１０を経てコイル４へ給電される。コイ
ル４が直流励磁されると可動鉄心１５ならびにこれに連
結されるスプール１１が作動する。

従来電磁切換弁の作動表示は、ソレノイド部品のコイル
４へ印加される直流電圧を端子板８に表示灯１６を設け
て行われている。然し上記方法では端子板８に直流電圧
が印加されても、実際にコイル４が励磁され電磁切換弁
が所定の作動をすることが確認できない。

また、電磁切換弁のコイル４へ直流電圧を印加したとき
の作動の確認は、弁本体１の一方のソレノイド部品に変
わりマイクロスイッチ２５とカバー２６を儲け、スプー
ル１１の端にブツシュピン１４を連結してマイクロスイ
ッチ２５と係合させる。

］イル４が直流励磁されたとき発生する直流磁界により
可動鉄心１５に吸引力が作用し、スプール１１が作動し
て連結されたブツシュビン１４はマイクロスイッチ２５
を押圧して作動ざぜ、応動した接点信号を電装箱２へ転
送し表示灯１６による作動表示が行われている。

コイル４の励磁を止めるとスプール１１はスプリング１
２のばね力により復帰する。

上記動作においてはスプール１１とマイクロスイッチ２
５の作動に要するストロークは整合させなければならな
い。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の電磁切換弁ては、その作動表示はソ
レノイド部品のコイル４へ印ｊＤされる直流励磁電圧が
、端子板８に設けられた表示灯１６の点灯により行われ
ている。

然し端子板８から供給される電圧は配線過程における接
続不良やコイル４の断線などによりコイル４を正しく励
磁できず、また作動油中へ混入した異物によりスプール
１１がスティックしてスプール１１が正しく作動しない
ことがある。

弁本体１にマイクロスイッチ２５を（７７、設すると、
電磁切換弁の寸法が大きくなり設置のための占有面積が
増加する。

また、スプール１１はマイクロスイッチ２５と機械的に
係合して押圧するための充分なトルクならびにストロー
クの整合性が要求されて電磁切換弁の作動が影響を受け
る。

更に、ソレノイド部品は弁本体１の一方のみに取付けら
れるので、電磁切換弁の切換制御は３位置から２位置と
制限されるという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、電磁切換弁は本来の作動ならびに寸法に影響をうけ
ることなく、電磁切換弁の可動鉄心の作動による直流磁
界の変化に感応する磁気センサを利用して、所定の切換
動作が正しく検出できる電磁切換弁を得ることを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電磁切換弁は、ソレノイド部のコイルに
印加された励磁電圧により、コイルが発生する直流磁界
に感応する磁気センサと、磁気センサ出力により可動鉄
心の所定位置を検知する検出回路を設けたものである。

［作用］ この発明においては、電磁切換弁の作動に係るソレノイ
ド部のコイルに近接して磁気センサをまた磁気センサ出
力に検出回路を設けたので、励磁されたコイルの発生す
る直流磁界に感応して磁気センサが出力を発生し、可動
鉄心の所定作動位置における磁気センサ出力信号が検出
回路にて検知できるので、可動鉄心の作動が正しく検出
される検出回路出力を報知することにより、電磁切換弁
の正しい動作が把握できる。

上記作用は電磁切換弁の可動部に接触することなく非接
触にて行えるのでその作動および寸法に影響を与えない
。

また磁気センサは差動出力を発生するので周囲湿度が変
化しても、電磁切換弁の正しい作動データが１与られる
。

［実施例］ この発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る、 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、 図において、１．２、旦、４．５．８．９．１０．１１
．１２．１３．１４．１５．１６は上記従来の電磁切換
弁と同一であり、６はコイル４が直流励磁されて可動鉄
心１５の作動による直流磁界の変化に感応する磁気セン
サ、７は磁気センサ６の出力信号を検知する検出回路を
示している。

上記のように構成されたＮ磁切換弁においては、弁本体
１の側部にはソレノイド部品が併設され、また上部には
電装箱２が載置されている。

電磁切換弁の作動を制御する直流電源は、外部からケー
ブルを介して電装箱２の端子板８へ給電され、更に端子
板８からプラグ９およびレセプタクル１０を経てソレノ
イド部品内の中空円筒状をなすコイル４を直流励磁する
。コイル４の中空部の一部に固定鉄心１３が設けられ、
これと同心状に可動自在をなす可動鉄心１５が配設され
ている。可動鉄心１５の一端はブシュピン１４を介して
弁本体１内のスプール１１へ連結され、スプール１１は
通常スプリング１２のばね力によりノーマル位置に配置
されている。

中空円筒状をなすコイル４が直流励磁されると直流磁界
が発生し、透磁性材料よりなるコイルフレーム５ならび
（コイル４の中空部に設けられた固定鉄心１３とこれに
同心状に配設された可動鉄心１５により磁気回路が形成
され、固定鉄心１３と可動鉄心１５の相互間に吸引力が
作用しスプリング１２のばね力に抗して両者が吸着され
スプール１１が移動して弁本体１内の流体の流路が切換
えられる。このとぎコイル４の磁気回路の抵抗は最小と
なり磁界は最大となる。

コイル４の励磁を止めると磁界の発生が断たれ可動鉄心
１５即ちスプール１１はスプリング１２のばね力により
ノーマル位置へ復帰する。

合成樹脂材のケースに収納されるソレノイド部品のコイ
ル４の端部に設けられた透磁性材料よりなるコイルフレ
ーム５に近接して磁気センサ６が設けられる。コイル４
が直流励磁されるとコイルフレーム５を介して発生する
磁束に磁気センサ６は鎖交し従って直流磁界の方向なら
びにその大いさに感応した電気信号を出力する。

磁気センサ６出力はレセプタクル１０とプラグ９を経て
電装箱２内に設けられた検出回路７へ入力される。

また一方可動鉄心１５が作動して所定位置に達したとき
の磁気センサ６出力レベルをしぎい値として検出回路７
へ入力すると、磁気センサ６出力が上記しきい値を超え
たとぎ検出回路７はオンオフの２値出力を発生するので
、検出回路７により電磁切換弁の所定の作動状態が正し
く検出される。

電装箱２内の検出回路７出力に表示灯１６を設けること
により電磁切換弁の作動が適切に表示できる。

また検出回路７の２値出力を電装箱２から所定位置へ遠
隔伝送することにより、電磁切換弁の適格な作動情報が
担当者に伝達できて、電磁切換弁の異常発生が直らに検
出され早期に対応が図れるので、電磁切換弁は常に正し
い動作状態に維持できる。

第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図であり、構
成は第１図と同一で、検出回路７がソレノイド部品内の
磁気センサ６の近傍に設置された例を示し、電磁切換弁
の所定の作動を示すオンオフ情報が電装箱２へ伝送され
る。

第３図は磁気センサの一例を示す構成図であり、 図において６は上記実施例と同一で、１９は磁界の影響
により抵抗値が変化する磁性体薄膜よりなる第１磁気抵
抗素子、２０は第１！ｉ気抵抗素子１９と一端を共用し
直交して配置される第２磁気抵抗素子、２１は磁気抵抗
素子が搭載される塞板、２２は直流電源を示している。

第１磁気抵抗素子１９および第２磁気抵抗素子２０は共
に強磁性体金属Ｆｅ　−Ｎｒ　またはＣｏ−Ｎ＋よりな
る薄膜にて形成され直交配置されている。磁気抵抗素子
に対する磁化の方向ならびに磁化の大きさが変わるとこ
れに従ってそれぞれ抵抗値が変化する。

基板２１と平行した面のあらゆる方向から磁界を加える
と、直交配置された第１ｖｉｉ気抵抗素子１９と第２１
１気抵抗素子２０はそれぞれ直流磁界に感応して抵抗値
が変化する、従って磁気センサ６から可動鉄心１５の作
動により変わる直流磁界に比例する両者の抵抗値の差動
出力が１ｑられる。

磁気センサ６からの差動出力は周囲温度の変化による抵
抗値の変動分は補償されるので安定した抵抗変化が得ら
れる。

第４図は検出回路の一例を示すブロック図で必り、６．
７．１９．２０．２２は上記実施例と同一で、２３は検
出回路７へ入力されるしきい値であり、 外部から加えられた直流磁界に感応する磁気センサ６の
抵抗値の差動出力に直流電源２２を接続して（ｑられた
差動電圧と、可動鉄心１５が所定の作動位置にあるとき
の磁気センサ６出力に対応したレベルのしきい値２３を
検出回路７に入力すると、電磁切換弁の可動鉄心１５の
作動により磁気回路の抵抗即ち直流磁界が変化し、これ
に感応する磁気センサ６出力がしきい値２３を超えたと
き検出回路７より、可動鉄心１５の所定位置における磁
界が検出されるので電磁切換弁の作動が正しく検出でき
る。

第５図は磁気センサ作動の一例を示し、磁気センサ６は
透磁性材料よりなるコイルフレーム５に近接し且つその
磁界に感応する位置に配置されており、コイル４を直流
励磁したとき可動鉄心１５と固定鉄心１３との距離、即
ちス］・ローフに対する磁気センサ６の出力レベルとの
関係は、図示のとおり可動鉄心１５のストロークがＯに
近づく即ちスプール１１が正しく作動して所定の位置に
近づくと、磁気センサ６出力レベルは急撃に顕著な変化
を呈して磁界の強さが大きくなることを示す。検出回路
７にてしきい値２３を上記変化に対応した値に選定する
と、可動鉄心１５の所定の作動が正しく検出できる。

磁気センサ６は差動出力を発生しているので、電磁切換
弁の作動により温度が上昇してそれぞれの磁気抵抗素子
の抵抗値が変動しても、作動出力にて補償され周囲温度
の広い範囲に亙り安定した抵抗値が１ｑられる。

ソレノイド部品の固定鉄心１３と可１７１鉄心に：常数
、Ｎ：コイルの巻数、χ：可動鉄心のストローク、Ｉ：
コイル電流、Ｓ：吸着部面積、従って可動鉄心１５の所
定の動作と磁気センサ６出力とは互いに対応できるので
、この出力を監視することにより？ｌｉ［ｎ切換弁の動
作が正しく把握できる。

電磁切換弁のコイル４の励磁電圧による作動表示におい
て、ソレノイド部品のコイル４への接続不良やコイル４
の断線、または作動油中への異物混入によるスプール１
１の作動のスティックなどにより、励磁電圧が印加され
表示灯１６が点灯しても電磁切換弁は正しく作動しない
ことがあるのと異なり、可変鉄心１５またはこれに連結
されるスプール１１の作動が直接検出される、従って電
磁切換弁による流路の切換動作が正しく把握できる。

コイル４の励磁と磁気センサ６感応出力が整合しないと
きの異常発生時の情報伝達は、検出回路７の２値出力を
警報器や表示灯１６などに供給して迅速に行えるので、
常に電磁切換弁が正常な動作を行うように維持管理でき
る。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、電磁切換弁を作動さぜ
るンレノイド部内のコイル端部に近接して磁気センサを
配設しその出力に検出回路を設ける簡単な構造により、 電磁切換弁の作動は励磁電圧が印加されたコイルの発生
する直流磁界により、可動鉄心に吸引力が作用し、同時
に磁気センサも上記磁界に感応して出力するので、 磁気センサ出力としきい値が加えられる検出回路出力を
監視することによりスプールの作動即ち電磁切換弁の作
動が正しく検知できる。

磁気センサは差動出力を発生するので電磁切換弁の温度
上昇に対しても安定し信頼できる信号を出力する。

電磁切換弁は本来の作動ならびに寸法は何等影響を受け
ることなく、異常動作が発生したときは２値信号を供給
して迅速に報知できるので、電磁切換弁は常時正常な動
作を行うよう維持管理できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す断面図、第３図は磁気センサ
の一例を示す構成図、第４図は検出回路の一例を示すブ
ロック図、第５図は磁気センサ作動の一例、第６図は従
来の電磁切換弁の断面図である。 図において、１は弁本体、２は電装箱、旦はソレノイド
部、４はコイル、５はコイルフレーム、６は磁気センサ
、７は検出回路、８は端子板、９はプラグ、１０はレセ
プタクル、１１はスプール、１２はスプリング、１３は
固定鉄心、１４はブツシュピン、１５は可動鉄心、１６
は表示灯である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人　　　株式会社　東京計器 ８；端子板　　　　　　　１６；表示灯第７図 第２図 第３図 ５！界 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　弁本体に併設されたソレノイドコイルへ直流励磁電圧
   を印加して可動鉄心の作動により流体の流路の切換えを
   行う電磁切換弁において、印加された励磁電圧により上
   記コイルが発生する直流磁界に感応する磁気センサと、 上記磁気センサ出力により上記可動鉄心の所定位置を識
   別する検出回路とを備え、可動鉄心の作動を検出するこ
   とを特徴とする電磁切換弁。