JPH0470514B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁弁に関するものである。

従来、スプール等の進退部材の後端に環状の歪
板を進退部材がこれを貫通する状態で配置し、進
退部材と歪板間にスプリングを介設し、上記進退
部材の動き量を計測するようにした構成は知られ
ている（例えば実開昭56−72974号公報参図）。

しかし上記構成によると歪板の設置場所が進退
部材の後端に限定され、他の場所には設置し難い
問題点がある。この為多くのタイプの電磁弁には
利用し難い欠点がある。

また進退部材と歪板とをスプリングで機械的に
連繋させる為進退部材に無用の負荷が加わり、そ
の動作がにぶくなり、制御の精度が悪くなる問題
点があつた。

そこで本願発明は、上記問題点を解決するため
に内部に備えさせたスプールが軸心方向に進退変
位することによつて流体を切換えるようにしてあ
る弁本体と、上記本体に対しスプールの軸心方向
側の面に装着されていてしかも内部に装備する可
動体を上記スプールの軸心方向に向けて進退作動
させることによつて上記スプールを進退駆動し得
る様にしたソレノイドとを備えて成る電磁弁にお
いて、上記スプール又は可動体などの軸心方向に
進退変位する部材における軸心の半径方向側に
は、上記進退部材の表面における光の受光状態の
変化又は磁気的変化を検出するようにしたセンサ
ーを配置し、一方上記進退部材におけるセンサー
に対向する部分は、該部材の進退によつて上記セ
ンサーに対して光の受光状態の変化又は磁気的変
化を与え得るように、前進時にセンサーに対向す
る部分と後退時に該センサーに対向する部分との
性質を異ならしめてあつて、上記進退部材の進退
に対応して上記センサーから進退部材の変位信号
を速やかに発信できるようにした構成を提供する
もので、多くのタイプの電磁弁に付して用いるこ
とのできる構成であつて、しかも進退部材に無用
の負荷を加えること無く進退部材の動きを知らせ
ることのできるようにした電磁弁を提供するもの
である。

以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。電磁弁は弁本体１と、その弁本体を作動させ
る為のソレノイド２と、ソレノイド２に対する電
源供給用の電線を接続する為の端子箱３とを有す
る。まず弁本体１について説明する。基体４の内
部にはスプール進退用の空間５や油路６が形成さ
れているる。又基体４には油圧源（例えばポン
プ）を接続する為のポート７、油タンクに対する
接続を行なう為のポート８、被駆動装置例えば油
圧シリンダに対する接続を行なう為のポート９，
１０を備えており、それらのポートは前記スプー
ル進退用の空間５或いは油路６に連通している。
スプール進退用の空間５には周知のスプール１１
が第１図において左右方向への移動を自在に備え
てある。スプール１１の左右両端には夫々ばね座
１２が取付けてあり、それらのばね座１２と後に
述べるソレノイドの固定鉄心との間にはスプール
戻しばね１３が夫々介在させてある。これらのス
プール戻しばね１３はスプール１１を第１図に示
すような中立位置に位置させる為のものであり、
夫々圧縮ばねが用いてある。次にソレノイド２に
ついて説明する。このソレノイドは前記弁本体１
に機械的な作動を行なわせる為の駆動体１６とそ
の駆動体１６に磁力を及ぼす様にした筒状の励磁
体１７とから成る。まず駆動体１６は固定鉄心２
０を有しその軸芯部には透孔２４が穿設されてお
り、そこにはブツシユロツド２５が第１図におい
て左右方向への移動を自在に挿通させてある。固
定鉄心２０の他端には筒体２６の一端が被せ付け
られ、更にそれら両者は相互に溶接手段によつて
筒体内部の空間が密封される状態に固定してあ
る。筒体２６は非磁性材料で形成されており、そ
の内部には可動鉄心の進退用空間が形成されてい
る。上記筒体２６の他端には閉鎖体２７が溶接手
段によつて内部が密封される状態で固定してあ
る。閉鎖体２７の一部には透孔２８が設けられて
おり、そこには手動操作用のプツシユピン２９が
第１図において左方向への移動及び図示の状態へ
の復帰を自在に備えさせてある。尚透孔２８とプ
ツシユピン２９との間のシールはＯリング３０で
行なつてある。上記筒体２６の内部に形成された
空間には可動鉄心３１が第１図において左右方向
への移動を自在に備えさせてある。この可動鉄心
３１の周面の一部には油流通用の溝３２がその長
手方向の全長に渡つて形成されており、油が可動
鉄心３１の第１図における左側と右側との間でそ
の溝３２を通つて移動できる様になつている。尚
上記駆動体１６はチユーブアセンブリとも呼ばれ
るものである。次に励磁体１７について説明す
る。３３はハウジング、３４はコイル、３５はヨ
ークを示す。上記ハウジング３３はコイル３４及
びヨーク３５を埋込んだ状態で合成樹脂材料を型
成形することによつて形成されている。これらは
通常の如く中空のハウジングの内部に上記コイル
３４やヨーク３５を納めて構成してもよい。３６
はハウジング３３に固定されたプラグピンで、前
記コイル３４のリード線が接続してある。次に３
７は固定具で、その元部３８に備えさせたねじ部
を前記閉鎖体２７のねじ部に螺合させてある。３
９は環状の押え部で、励磁体１７のハウジング３
３を押え付けるようになつている。次に４０は固
着枠で、硬質材（金属あるいは硬質の合成樹脂）
を用いて形成されており固着具４０ａによつて基
体４に固定してある。次に４１はプツシユロツド
２５の移動を検出するようにしたセンサーを示
す。これにおいて４２はセンサー本体で、投光素
子４２ａ（発光ダイオード）と受光素子４２ｂ（フ
オトトランジスタ）を備える複合素子（フオトイ
ンターラプタと称されているもの）が用いてあ
る。４３，４４は固定鉄心２０及び固着枠４０に
貫挿させた透光棒で、一般に透明な合成樹脂材料
をもつて構成される。４５は押え具で、止具４５
ａをもつて固着枠４０に固定されている。この押
え具４５は透光棒４３，４４が弁本体内の油の圧
力によつて押し出されることを阻止する為に用い
られているものである。４６はシール用のＯリン
グを示す。次に端子箱３について説明する。５０
はケースで絶縁材料例えば合成樹脂材料を用いて
形成されており、止具５１を用いて弁本体１の基
体４に固定してある。またその内部には電源供給
用の電線を接続する様にした接続端子５２、整流
回路あるいは表示回路などの制御回路５３が備え
られている。尚上記制御回路５３は周知のソケツ
トを有しており、そこには前記プラグ３６が抜差
自在に接続してある。５４はケース５０の一部に
形成した電線引出口で、上記端子５２に接続した
電線を引出す為のものである。

上記構成のものにあつては、外部から引込まれ
た電線を介して接続端子５２に電源が供給される
と、その電源は制御回路５３を通り更にプラグ３
６を介してコイル３４に送られる。上記の様に電
源が供給されてコイル３４に電流が流れると、ヨ
ーク３５、可動鉄心３１、固定鉄心２０から成る
磁気回路に磁束が通る。その結果、可動鉄心３１
は固定鉄心２０に向けて吸引されその方向に移動
する。この可動鉄心３１の移動はプツシユロツド
２５を介してスプール１１に伝えられ、そのスプ
ール１１が第１図において左方に移動する。その
結果ポート７とポート９が連通しポート１０とポ
ート８とが連通する。

上記のように可動鉄心３１が作動してプツシユ
ロツド２５及びスプール１１が移動したことはセ
ンサー４１によつて検出される。即ち未だ可動鉄
心３１によりスプール１１が移動させられていな
い時には、第２図に示すようにセンサー本体４２
における投光素子４２ａから発せられた光は透光
棒４４，４３を通つた後プツシユロツド２５の反
射部２５ａで反射され、再び透光棒４３，４４を
通つて受光素子４２ｂで受けられる。これにより
受光素子４２ｂはプツシユロツド２５が未だ移動
していないこと即ちスプール１１が未だ移動させ
られていないことを示す信号を出力する。

一方可動鉄心３１が作動してプツシユロツド２
５及びスプール１１が所定の位置まで移動する
と、その場合には第３図に示すようにプツシユロ
ツド２５における非反射部２５ｂ、即ちプツシユ
ロツド２５の周囲に溝が形成されてそこに光の反
射をしないように黒色塗料が塗布されている部分
が透光棒４３と対向する。この為前述のように投
光素子４２ａから発せられた光は受光素子４２ｂ
に向けて反射しない。この為受光素子４２ｂはプ
ツシユロツド２５が移動してスプール１１が移動
させられたことを示す信号を出力する。

次に上記の様な通電が断たれるとコイル３４に
よる磁束の発生がなくなる。その為可動鉄心３１
は固定鉄心２０に吸引されなくなる。すると第１
図においてスプール１１の左側に備えられたスプ
ール戻しばね１３の付勢力によりスプール１１は
第１図に示される様な中立位置に戻る。又そのス
プール１１の動きによつてプツシユロツド２５を
介して可動鉄心３１が元の位置まで戻される。

この場合には第２図に示す如く反射部２５ａが
再び透光棒４３と対向する状態となり、投光素子
４２ａから発せられた光は反射部２５ａで反射し
て受光素子４２ｂに到達する。これにより受光素
子４２ｂはプツシユロツド２５が元に復帰したこ
と即ちスプール１１が元の位置に復帰したことを
示す信号を出力する。

次に上記電磁弁の組立について説明する。まず
周知の如く弁本体１に端子箱３が取付けられる。
次ソレノイド２の取付を行なう。この取付けは先
ずチユーブアセンブリ１６における固定鉄心２０
の外周側に固着枠４０を嵌める。然る後上記固定
鉄心２０及び固着枠４０を弁本体１の基体４の端
面に当て付け固着具４０ａでもつて枠４０を基体
４に固定する。この場合透光棒４３，４４及びセ
ンサー本体４２が第１図に示されるような重合状
態となるように固定鉄心２０と固着枠４０の位置
決めをすることは言うまでもない。尚その位置決
めの為には固定鉄心２０、固着枠４０、基体４の
各々の一部に位置決め用の嵌合部を備えさせてお
くとよい。上記の様にして固着枠４０を基体４に
固定すると可動鉄心における鍔部２１が固着枠４
０に押えられて、基体４に対し駆動体１６及び固
着枠４０が固着された状態となる。然る後その駆
動体１６の外側に励磁体１７を被せ付ける。この
場合プラグ３６がソケツトに差し込まれるように
する。次に固定具３７を駆動体１６に螺合させ、
その先端の押え部３９が励磁体１７を弁本体１の
側に押し付けるように固定具３７を締め付ける。
これにより電磁弁の組立が完了する。

次に本願の異なる実施例を示す第５図について
説明する。この図は非反射部の構造を前述のもの
とは異ならしめた例を示すものである。図におい
て非反射部２５beは図示される如くＶ溝状に形
成されて、投光素子から発せられてこの非反射部
２５beに至つた光が斜めに反射されて受光素子
に向けて戻らないように構成してある。

なお、機能上前図のものと同一又は均等構成と
考えられる部分には、前図と同一の符号にアルフ
アベツトのｅを付して重複する説明を省略した。
（また次図以降のものにおいても順次同様の考え
でアルフアベツトのｆ、ｇを順に付して重複する
説明を省略する。） 次に第６図はセンサーの配設位置の異なる例を
示すものであり、センサー４１ｆを弁本体におけ
る基体４ｆの側面に穿設した透孔５５内に備えさ
せた例を示すものである。このようなものにあつ
ては、スプール１１ｆが未だ移動せずその細径部
１１ｂがセンサー本体４２ｆと対向する位置にあ
る時には、センサーの投光素子から発せられた光
がそのセンサーと細径部１１ｂとの間にある油の
影響によつて受光素子に向けては反射されず、一
方スプール１１ｆが移動して太径部１１ａがセン
サーと対向する位置に来た時には、上記投光素子
から発せられた光がその太径部１１ａで反射され
て受光素子に向う。これにより、センサーにおけ
る受光素子はスプールが未だ移動していないこと
及び移動したことを夫々の信号でもつて出力す
る。

次に第７図はセンサーの配設位置の更に異なる
実施例を示すもので、センサーを可動鉄心におけ
る反弁本体側の端部周面と対向する側方位置に設
けた例を示すものである。この例においては、可
動鉄心が未だ弁本体に向けて移動しないときに
は、センサーにおける投光素子からの光がその可
動鉄心によつて反射され、一方可動鉄心が移動し
てしまつた後は、その可動鉄心がセンサーと対向
する位置に存在しないことからして上記光の反射
が行なわれない。

次に第８図は本願の更に異なる実施例を示すも
ので、センサーにおける投光素子４２ahとを個
別に設け、それらの素子とプツシユロツド２５ｈ
との間を夫々透光棒５６，５６で繋ぐようにした
例を示すものである。

次に第９図は本願の更に異なる実施例を示すも
ので、センサーとして磁気センサーを用い、これ
を第１図の例と同様の構造でもつてプツシユロツ
ド２５ｉの近くに配設した例を示すものである。
この例においてプツシユロツド２５ｉには深溝５
７が形成してある。

このような構成のものにあつては、プツシユロ
ツド２５ｉが未だ移動していないときにはプツシ
ユロツド２５ｉの周面が磁気センサー４２ｉに近
接している為、センサー４２ｉはそれに応じた信
号を出力する。一方ロツド２５ｉが移動して深溝
５７がセンサー４２ｉと対向すると、その深溝の
溝底とセンサー４２ｉとの距離が遠くなる為セン
サー４２ｉはそれに対応した信号を出力する。こ
れにより、センサー４２ｉの出力信号をもつてロ
ツド２５ｉが移動したか否かを検出することがで
きる。尚前記第６図或いは第７図に示された例に
おいてもセンサーとして夫々磁気センサーを用い
るようにしてもよい。

尚本件明細書中においては、プツシユロツド及
び可動鉄心などソレノイド中において進退作動す
る部材を可動体と呼び、またその可動体及びスプ
ールなど電磁弁中において進退作動する部材を進
退部材と呼ぶ。

更にまた上記光の反射の変化及び磁気的変化を
含めて物理的変化と呼ぶ。

以上のように本発明にあつては、弁本体１にお
けるスプール１１を進退させて流体の制御をしよ
うとする場合は、前記ソレノイドの可動体を進退
制御する事によつて通常知られているようにスプ
ールを駆動して、弁の切替作動をなさしめ、流体
の制御ができる利点がある。

その上、上記スプール１１或いは可動体等の進
退部材における側方にはセンサー４１が設けられ
ていてそのセンサー４１が進退部材の変位に対応
した信号を発するようにしてあるから、進退部材
の進退即ち弁の切替えを時を移さず検出して信号
を出力することができる特長がある。このこと
は、その信号を利用して他の機械作動との正確な
連動を信頼性高く行ない得る利点がある。

特に本願発明の優れた特長は、スプール又は可
動体などの軸心方向に進退変位する部材における
軸心の半径方向側には、上記進退部材の表面にお
ける光の受光状態の変化又は磁気的変化を検出す
るようにしたセンサーを配置し、一方上記進退部
材におけるセンサーに対向する部分は、該部材の
進退によつて上記センサーに対して光の受光状態
の変化又は磁気的変化を与え得るようにした点に
ある。このような構成を備えていることによつて
前述した従来の問題点を解決することのできる有
用性がある。

繰返すと、進退部材の軸心の半径方向側におい
ては、任意の位置に光の受光状態の変化又は磁気
的変化を検出するようにしたセンサーを設置でき
る特長がある。このことは、多種類のタイプの異
なる電磁弁に対応利用させ得る有用度の高い効果
といえる。

また本願発明は、進退部材に対して計測のため
に他物を機械的に連繋するものではなく、特別の
負荷をかけないので、スプールの動きを軽快なま
まにして、正確に制御できる有用性もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は電
磁弁の縦断面図、第２図はセンサーとプツシユロ
ツドとの関係を示す部分拡大図、第３図はプツシ
ユロツドが移動した状態を示す図、第４図は−
線断面図、第５図は異なる例を示す第３図と同
様の図、第６図及び第７図はセンサーの配設位置
の夫々異なる例を示す図（第６図は第１図におけ
る−線位置での水平断面図）、第８図及び第
９図は夫々センサーの異なる例を示す部分図。 １…弁本体、２…ソレノイド、１１…スプー
ル、３１…可動鉄心、４１…センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部に備えさせたスプールが軸心方向に進退
   変位することによつて流体を切換えるようにして
   ある弁本体と、上記本体に対しスプールの軸心方
   向側の面に装着されていてしかも内部に装備する
   可動体を上記スプールの軸心方向に向けて進退作
   動させることによつて上記スプールを進退駆動し
   得る様にしたソレノイドとを備えて成る電磁弁に
   おいて、上記スプール又は可動体などの軸心方向
   に進退変位する部材における軸心の半径方向側に
   は、上記進退部材の表面における光の受光状態の
   変化又は磁気的変化を検出するようにしたセンサ
   ーを配置し、一方上記進退部材におけるセンサー
   に対向する部分は、該部材の進退によつて上記セ
   ンサーに対して光の受光状態の変化又は磁気的変
   化を与え得るように、前進時にセンサーに対向す
   る部分と後退時に該センサーに対向する部分との
   性質を異ならしめてあつて、上記進退部材の進退
   に対応して上記センサーから進退部材の変位信号
   を速やかに発信できるようにしてあることを特徴
   とする電磁弁。