JPH03150809A - 電磁ソレノイド動作状態検出装置 - Google Patents

電磁ソレノイド動作状態検出装置

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JPH03150809A
JPH03150809A JP1289593A JP28959389A JPH03150809A JP H03150809 A JPH03150809 A JP H03150809A JP 1289593 A JP1289593 A JP 1289593A JP 28959389 A JP28959389 A JP 28959389A JP H03150809 A JPH03150809 A JP H03150809A
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晃 田村
Masaya Kawano
川野 昌也
Katsuyoshi Nishi
西 勝良
Takayuki Ishihara
孝行 石原
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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] 本発明は、磁電変換素子を用いて電磁ソレノイドの動作
状態を検出する電磁ソレノイド動作状態検呂装置に関す
る。
[従来の技術] 従来より、電磁ソレノイドに電流検出用抵抗を並列に設
け、その抵抗を流れる電流によって発光ダイオードを点
灯させることで、電磁ソレノイドの動作状態、例えば可
動鉄心の動作状態を検出する簡易な検出器が知られてい
る。また交流駆動の電磁ソレノイドに近接して検出コイ
ルを設置し、電磁ソレノイドの励磁によって検出コイル
に生じた誘導電流によって発光ダイオードを点灯させる
ことで、可動鉄心の動作状態を検出する検出器も知られ
ている。
しかし、前者の検出器に(よ コイルの断線時や異物な
どが入り込んで可動鉄心が動作不能になるといった事故
の発生時にも通電電流によって発光ダイオードが点灯す
るため正しい検出ができないという問題があり、後者の
検出器に(友相互誘導を利用しているため直流駆動の電
磁ソレノイドの動作状態の検出には使えないという問題
がある。
そこで、通電電流の検出や相互誘導の利用ではなく、磁
電変換素子を用いて、磁束密度の変化を検出することで
、直流駆動(DC型)及び交流駆動(AC型)の何れの
電磁ソレノイドについても、その動作状態を検出する検
出装置が提案されている。たとえば、特公昭62−53
928号公報に示されているように、電磁ソレノイドを
固定する固定部材に、磁電変換素子を埋設して、磁性体
である固定部材を通る磁束密度の変化を検出することで
電磁ソレノイドの動作を検出する検出装置がある。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記検出装置において(表埋設されている磁電
変換素子の比透磁率が、固定部材より低いため1:、漏
れ磁束が多くなると共に磁気エネルギの損失が大きくな
るので、その分電磁ソレノイドの磁力が落ちて可動鉄心
の吸着力が弱くなる。
とくに、AC型電磁ソレノイドの場合、ヒステリシス損
により損失磁気エネルギが増える。
また、DC型電磁ソレノイドの場合には、固定部材が繰
り返し一定方向に磁化され固定部材の残留磁束密度が高
くなり、それが磁電変換素子の誤動作の原因になること
もある。
さらに、磁電変換素子を固定部材に埋設するため、既設
の電磁ソレノイドに取り付けることはできなかった。
そこで本発明1よ電磁ソレノイドの残留磁束の影響を受
けず、既設の電磁ソレノイドにも簡単に取り付けること
のできる電磁ソレノイド動作状態検出装置を提供するこ
とを目的としてなされた。
[課題を解決するための手段] 本発明の要旨とするところ(友 コイルと該コイルに生じた磁束を所定方向へ導く磁極部
材と該磁極部材により吸引される可動部材とを備えた電
磁ソレノイドの動作状態を、磁電変換素子を用いて検出
する電磁ソレノイド動作状態検出装置であって、 上記磁電変換素子を、上記磁極部材の外部に設けると共
に、 ゛上記磁電変換素子1:、上記磁極部材の外部に漏れた
磁束を集める集磁部材を積層したこと、を特徴とする電
磁ソレノイド動作状態検出装置にある。
[作用] 以上のように構成された本発明の電磁ソレノイド動作状
態検出装置によれ(戴 コイルが励磁されると、発生した磁束は磁極部材を通っ
て所定方向に導かれると共に磁力により可動部材が磁極
部材へ吸引される。磁極部材に可動部材が吸着されると
、磁極部材から可動部材への磁路における磁気抵抗が減
少するので、可動部材の吸着後には、その吸着前に比し
て、磁極部材を通る磁束の密度が高くなると共に磁極部
材から外部に漏れる磁束も増える。この漏れ磁束は、集
磁部材によって集められ、集磁部材に積層された磁電変
換素子を集中して通過する。そこで、磁電変換素子が、
可動部材の吸着前と吸着後とにおいて、漏れ磁束の磁束
密度が増大変化するのを検出する。
一方、コイルが消磁されると、磁束密度は、磁極部材の
材質で定まる残留磁束密度まで低下し、そのため磁極部
材から漏れる磁束はな(なる。すると、磁電変換素子は
漏れ磁束の消滅を検出する。
[実施例] 以下に本発明の一実施例を図面と共に説明する。
まず、第1図は本発明が適用された電磁弁動作検出装置
の構造を表す説明図である。
図に示すように、電磁弁動作検出装置1(友 磁電変換
素子であるホール素子を用いた磁気センサ3と、絶縁体
5を間にして磁気センサ3に積層された集磁部材7と、
磁気センサ3の出力に基づいて磁束密度の高低変化を表
示する表示回路9とから構成されて、非磁性体のケース
11に収められ電磁弁4oの外側にねじ13で固定され
ている。
磁気センサ3(よ 自らを通過する磁束の密度に比例し
た電圧(ホール電圧)を出力するもので、たとえ1fS
  ガリュウムひ素ホールセンサやインジュウム・アン
チモンホールセンサが知られている(東芝社製のTHS
102A、三菱電機社製の5H3IIOなど)。
集磁部材7(よ 磁束を自らに集中させる性質をもつ磁
性アモルファス7aの板を複数枚積層したもので、磁気
センサ3の背後(図において磁気センサ3の真上)に位
置して磁束が磁気センサ3を通過しやすくなるようにし
ている。このため、磁気センサ3は微弱な磁界も検出す
ることができる。
さらに、第2図に示すように、磁性アモルファス7aは
、角形のヒステリシス特性をもち、残留磁気(残留磁束
密度Bm)が小さいという性質をもっているので、磁気
センサ3を通る磁束が消滅したとき、その残留磁化に磁
気センサ3が反応することがない(磁性アモルファスに
は、たとえ(L鉄・ニッケルのアモルファス合金、鉄・
コバルトのアモルファス合金が知られている。)第3図
に示すように表示回路9(よ磁気センサ3の出力電圧を
増幅する差動増幅器20と、差動増幅器20の出力をダ
イオードD1、D2、D3、D4、D5及びコンデンサ
C2で全波整流する整流回路22と、整流回路22の出
力電圧が所定レベルを超えているときに正の電圧を出力
するコンパレータ24と、コンパレータ24の電圧圧力
時にオンして赤色発光ダイオードRDを点灯させるトラ
ンジスタ01及びコンパレータ24の出力がないときに
オンして緑色発光ダイオードGDを点灯させるトランジ
スタQ2とを備えた信号回路26とから構成されている
。
整流回路22(上 全波整流回路として構成さね、一定
接性の直流電圧を出力するので、磁気センサ3を通る磁
束の方向が反転して磁気センサ3の出力の極性が変わっ
ても、コンパレータ20がオンオフ信号を出力できる。
したがって、後述の電磁ソレノイド47が交流駆動であ
っても、コンパレータ24は磁気センサ3の出力変化に
対応してオンオフ出力することができる。また、電磁ソ
レノイド47が直流駆動の場合に駆動電源の極性が反転
したときにも同様に作動する。
この表示回路9で1表磁気センサ3を通る磁束の密度が
低いときには緑色発光ダイオードGDが点灯し、磁束密
度が所定レベルより高くなると、緑色発光ダイオードG
Dが消えて赤色発光ダイオードRDが点灯するように作
動する。赤色発光ダイオードRD及び緑色発光ダイオー
ドGDの点滅状態(友 ケース11に表示窓11aが設
けられているので、外部から見ることができる。また、
赤色発光ダイオードRDの点滅に同期した信号SIGは
リード線28を介して外部の機器(図示略)へ出力され
る。
つぎに、上記のように構成された電磁弁動作検出装置]
が取り付けられる電磁弁40について説明する。
第4図に示すように、電磁弁4011  コイル42、
コイル42のコアである固定鉄芯44、及びコイル42
を包みコイル42に生じた磁束を導く鉄製のシールドケ
ース46からなる電磁ソレノイド47と、可動部材とし
てのプランジャ48とを主要部として構成され、コイル
42が外部電源BATにより通電されると、電磁ソレノ
イド47の磁力でプランジャ48が固定鉄芯44に吸着
さ狛、図において上方へ移動する。
なお、本実施例では固定鉄芯44及びシールドケース4
6が磁極部材に相当する。
以下、電磁弁動作検出装置1による電磁弁の動作の検出
について説明する。
まず、コイル42が励磁されると、磁力でプランジャ4
8が固定鉄芯44に吸引されう コイル42に生じた磁
束法 固定鉄芯44からエアギャップ50経て、プラン
ジャ48、シールドケース46を通るので、磁路は固定
鉄芯44−シールドケース46−固定鉄芯44の閉ルー
プとなり、そこに磁束は閉じ込められる。しかし、エア
ギャップ50があるため、その磁束密度は低い。またシ
ールドケース46から僅かながら磁束が漏札 この漏れ
磁束は、シールドケース4,6の上端近辺にある集磁部
材7に引きつけられ分極して、磁気センサ3を通る。
プランジャ48が固定鉄芯44に吸着されると、エアギ
ャップ50が消失し上記閉ループの磁気抵抗が減少する
ので、磁束密度が高くなると共に漏れ磁束も増える。ま
た、プランジャ48の吸着と共に弁座52が開いて左右
の流通路54.56が連通する。
すると、磁気センサ3の出力電圧が上昇してコンパレー
タ24の出力によりトランジスタQ1がオンして赤色発
光ダイオードRDが点灯する(トランジスタQ2はオフ
して、それまで点灯していた緑色発光ダイオードGDは
消灯する)。
次1:、コイル42への通電が遮断されると、磁束密度
はシールドケース46や固定鉄芯44の材質で定まる残
留磁束密度まで下がり、シールドケース46の外部に分
極する磁束も僅かとなると共に漏れ磁束はほとんどなく
なる。一方、集磁部材7の残留磁束密度も非常に小さい
ので、磁気センサ3を通る磁束の密度はきわめて低くな
る。また、コイル42への通電遮断と同時に、プランジ
ャ48を吸引する磁力がなくなるので、プランジャ48
が原位置に復帰して左右の流通路54.56は遮断され
る。
すると、磁気センサ3の8力電圧は下がりコンパレータ
24の8力停止により、トランジスタQ1がオフすると
共にトランジスタQ2がオンして、赤色発光ダイオード
RD消灯すると共に緑色発光ダイオードGDが点灯する
。
上記したように本実施例(よ 集磁部材7が積層された
磁気センサ3をシールドケース46の外側に取り付けた
ので、従来のように電磁ソレノイド47の磁力が落ちる
こともなく、またシールドケース46の残留磁化による
磁気センサ3の誤動作もなく、プランジャ48の動作状
態を正確に検出することができる。また、集磁部材7を
形成する磁性アモルファス7 a (t、残留磁気が小
さいという性質を有しているので、その残留磁化に磁気
センサ3が反応することがなく、磁気センサ3は磁束密
度の変化を正確に検出することができる。
さら1:、電磁弁動作検出装置11上被検出機器に外づ
けするように構成されているので、既設の機器にも簡単
に取り付けることができる。
また、表示回路9の整流回路22が、全波整流回路とし
て構成され、磁気センサ3を通る磁束の方向が反転して
磁気センサ3の出力の極性が変わっても、−足掻性の直
流電圧を出力するので、AC型ソレノイドとDC型ソレ
ノイドとのいずれについてもそれらの動作状態の検出が
可能である。
くわえて、電磁ソレノイド47の動作状態の検出信号を
外部へ出力できるので、その検出信号と外部電源BAT
の通電検出信号との論理積をとることによって、電磁弁
40の故障(コイル42の断線事故やプランジャ48の
動作不能といった事故など)を自動検出することも可能
である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば集磁部材が積層さ
れた磁電変換素子を、磁極部材の外部に設け、漏れ磁束
を集磁部材で集めるようにしたので、従来のように電磁
ソレノイドの磁力が落ちることもなく、また磁極部材の
残留磁化による誤動作もなく、電磁ソレノイドの動作状
態を正確に検出することができる。
さらに、磁極部材の外部に取り付けるように構成されて
いるので、既設の機器にも簡単に取り付けることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の電磁弁動作検出装置の構造を表す説明
図、第2図は磁性アモルファスの磁気履歴曲線を示すグ
ラフ、第3図は表示回路の電気回路図、第4図は磁気セ
ンサを電磁弁に取り付けた状態を表す説明図である。 1・・・電磁弁動作検出装置 3・・・磁気センサ 9・・・表示回路 42・・・コイル 46・・・シールドケース 48・・・プランジャ 7・・・集磁部材 40・・・電磁弁 44・・・固定鉄芯 47・・・電磁ソレノイド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  コイルと該コイルに生じた磁束を所定方向へ導く磁極
    部材と該磁極部材により吸引される可動部材とを備えた
    電磁ソレノイドの動作状態を、磁電変換素子を用いて検
    出する電磁ソレノイド動作状態検出装置であつて、 上記磁電変換素子を、上記磁極部材の外部に設けると共
    に、 上記磁電変換素子に、上記磁極部材の外部に漏れた磁束
    を集める集磁部材を積層したこと、を特徴とする電磁ソ
    レノイド動作状態検出装置。
JP1289593A 1989-11-07 1989-11-07 電磁ソレノイド動作状態検出装置 Expired - Lifetime JP2505896B2 (ja)

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