CN100359189C

CN100359189C - 阀行程传感器

Info

Publication number: CN100359189C
Application number: CNB031078885A
Authority: CN
Inventors: 本谷真芳; 堀秀司; 山元裕一
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2008-01-02
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: JP3976131B2; KR20030095200A; JP2004012393A; CN1467384A

Abstract

一种阀行程传感器，是检测阀柱行程量的阀行程传感器。阀行程传感器，设置有装配于阀的阀柱端部并随阀柱一起运动的被检测体、以覆盖被检测体外侧的方式配置并输出与被检测体的行程量相对应的信号的行程检测器、以及吸收偏心的偏心吸收装置。这种阀行程传感器，可吸收阀柱与行程检测器的偏心，容易加工与组装，而且检测精度高。

Description

阀行程传感器

技术领域

本发明涉及一种阀行程传感器，尤其涉及检测阀移动量，阀移动量的补偿调整或可变排量泵、发动机等控制用的阀行程传感器。

背景技术

一般在液压回路中，广泛应用有执行机构，而控制该执行机构动作用的压力油的给排要通过阀来进行。此种阀一般在阀本体中插入轴间紧密配合的阀柱，通过使阀柱自中立位置运动一定行程，来切换压力油流动的方向而控制执行机构的动作。该阀加设有行程传感器，以测定其行程量来检测流经阀柱的流量或压力差，用于对油压设备的控制。

阀上加设的行程传感器，在阀柱的端部通过棒装配芯件，同时覆盖芯件外的行程检测部装配于阀柱端侧的阀本体的侧面。当对阀进行操作、阀柱运动一定行程时，行程传感器其行程检测部测定芯件位置，并将该测定信号作为阀柱位置信号进行输出。

作为此类行程传感器的在先技术，特开平9-303327号公报中揭示了一种阀装置的位置传感器。根据该公报，如图4所示，作为行程传感器的位置传感器60通过装配于阀本体61一侧的盖体62及装配螺栓63进行安装。

装配螺栓63，中央部设有轴孔，并与嵌于行程检测部65内侧的内管66的一部分外圆周面配合，在行程检测部65的末端被固定。另外，在装配螺栓63的轴部设有与阀本体一侧所设的安装孔的母螺纹相螺合的公螺纹，设在其外圆周上的圆周槽内嵌有密封圈67。

根据上述结构，位置传感器60在调整其输出零点时，放松固定螺母68，以使装配螺栓63相对于安装孔进行转动，旋转装配螺栓63调节其螺入量。这样，可进行调节从相对应芯件69的行程检测部65输出电压的零点。

在调整时，对行程检测部65的输出电压实际上可边校验边调节，以易于短时间内进行零点调整。另外，由于在固定螺母68与装配螺栓63间用密封圈67进行密封，所以使调整操作过程中阀本体内的油不发生泄露。

上述位置检测器，为减小供给电力且提高检测精度，就必须缩小行程检测部与芯件的间隙，以可靠地检测芯件位置。但是，在特开平9-303327号公报中，其阀柱可自由滑动地支撑于阀本体内，而位置检测器通过盖体装配于阀本体的侧部位置上，因此在阀柱与位置检测器之间易产生偏心，缩小间隙是困难的。

该偏心例如由阀本体与盖体间的位置偏离及螺合阀柱上所设的芯件用的螺孔的倾斜所产生。特别是由于芯件与长棒一体形成，必须高精度控制螺孔倾斜，但实现其精度是困难的。该位置检测器，由于阀柱的螺孔的同轴度及螺孔的倾斜，在其前端产生较大的偏心，装配于阀柱上的芯件与位置检测器间易产生偏心，有必要加大间隙。

在该位置检测器中，如果缩小间隙，则芯件与内阀内侧发生干涉，会产生部件摩损或损坏芯件，但若增大间隙，则检测精度低，使位置检测器的性能降低。

为防止上述问题，必须在阀本体与盖体之间使用定位销，同时减小阀柱的同轴度及螺孔的倾斜来改善偏心，但这样就会提高成本，并且组装工序也变多。另外，阀本体与盖体间在组装时即使对准，但在使用时由于振动等原因也可产生偏心，这种情况同样会产生上述问题。

发明内容

所以，本发明鉴于上述的现行的问题点，其目的在于提供一种阀行程传感器，尤其提供可吸收阀柱与行程检测部的偏心、加工与组装容易且检测精度高的阀行程传感器。

为了达到上述的目的，本发明的阀行程传感器，包括：装配于阀的阀柱一端并可随阀柱一起运动的被检测体、覆盖被检测体外侧，输出与被检测体的行程量相对应的信号的行程检测器，设于阀柱与被检测体之间用于吸收偏心的偏心吸收装置，上述偏心吸收装置，由与设于阀柱一端的螺孔相螺合的装配螺栓、设于阀柱一侧的被检测体的平行部、具有允许偏心的间隙并覆盖被检测体的平行部同时与装配螺栓相螺合的盖形螺母组成。

其次，最好在上述行程检测部上设置同心支撑被检测体的支撑装置。

另外，上述偏心吸收装置，也可以：由与设于阀柱一端的螺孔相螺合的装配螺栓、H形联轴器及设于阀柱一侧的被检测体的球形部组成，所述装配螺栓的被检测体一侧的端部设有棒联轴器，所述棒联轴器的前端设有球形部，所述H形联轴器的H形的两侧开有分别嵌入所述棒联轴器的球形部和所述被检测体的球形部的连接孔。。

另外，上述偏心吸收装置，也可以：由设于被检测体的所述阀柱一侧的端部的弹簧架支座及球、弹簧、弹簧架组成，所述被检测体被同心支撑于衬筒中，且所述球通过弹簧架支座设在所述被检测体上，所述弹簧的一端支撑于衬筒上，另一端经由所述弹簧架支撑于被检测体上，该弹簧架将被检测体推压至阀柱上。

另外，最好可沿轴心方向移动进行零点调整。

由于上述结构，阀行程传感器，即使阀柱与行程检测部发生偏心，但设有使被检测体与行程检测部同轴的偏心吸收装置，可吸收偏心。因此，即使缩小被检测体与行程检测部之间的间隙，阀行程传感器也不会发生干涉，不会有损伤等现象发生，从而提高检测精度。

由于阀柱与行程检测部的被检测体间设有偏心吸收装置，因此没有必要提高阀柱与行程检测部间的同轴度，能够降低阀柱及行程检测部等的价格。另外，通过偏心吸收装置连接阀柱与行程检测部可使组装容易。

被检测体在阀柱的螺钉部具有允许偏心的间隙，并通过盖形螺母装配，因此仅盖体上装配行程检测部就可吸收偏心并连接阀柱与行程检测部。从而，没有提高部件精度的必要，部件价格低并且组装上也容易。

附图说明

图1.是本发明实施例1的阀行程传感器的侧剖视图。

图2.是本发明实施例2的第1阀行程传感器的侧剖视图。

图3.是本发明实施例3的第2阀行程传感器的侧剖视图。

图4.是现行的位置检测器的侧面剖视图。

图中：1-阀行程传感器，1A-第1阀行程传感器，1B-第2阀行程传感器，2-阀本体，3-阀柱，4、21-装配螺栓，5-盖体，6-衬筒，7-弹簧，8-护圈，9-盖形螺母，10-行程检测部，11-行程检测器，12-被检测体，12A-第1被检测体，12B-第2被检测体，22-H形联轴器，25-第1弹簧，26-弹簧架，Dm-偏心吸收装置。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的阀行程传感器的实施方例进行说明。

(实施例1)

首先，基于图1针对实施例1的阀行程传感器1进行说明，图1是实施例1的阀行程传感器1侧剖视图。

如图1所示，阀行程传感器1主要由阀本体2、阀柱3、装配螺栓4、盖体5、衬筒6、弹簧7、护圈8、盖形螺母9及行程检测部10构成。

在阀本体2上开设有阀柱孔2a，在阀柱孔2a中，阀柱3可自由滑动地轴间紧密配合地插入，在阀柱3的轴心上开设有螺孔3a，螺孔3a与装配螺栓4相螺合。装配螺栓4，一端设有与螺孔3a相螺合的一端侧螺钉4a，而另一端设有另一端侧螺钉4b，并形成有平坦的另一端侧螺钉4b的端面4c。该另一端侧螺钉4b也可设于阀柱3上，将阀柱3与装配螺栓4一体设置。

盖体5装配在自阀柱3一端突出的阀本体2的一端面侧，其内部形成有收容弹簧7、护圈8等部件的有底孔5a。盖体5通过未图示的螺栓装配于阀本体2上。在有底孔5a上设有螺合衬筒6的衬筒6用螺孔5b。

在衬筒6外圆周上设有与盖体5相螺合的公螺纹6a，另外，内部开设有阶梯状的中空孔，在其内部设有可自由滑动地支撑的被检测体12的第1孔6b与第2孔6c。

在衬筒6的中央部开设有可插入行程检测部10外径的第3孔6e。由于第1孔6b与第2孔6c与第3孔6e以规定的同轴度设置，即使缩小被检测体12与行程检测部10的间隙也不会产生干涉，而且可提高检测精度。在衬筒6的另一端开设有螺合行程检测部10的检测器用螺孔6d。

弹簧7一端通过护圈8对接支撑于阀本体2，而另一端对接支撑于盖体5，将阀柱3保持在中立位置。阀柱3可抵抗弹簧7左右运动，从而将来自压力源的流体排至操作机构并使之动作，其行程由行程检测部10检出。

盖形螺母9夹持被检测体12并与装配螺栓4相螺合。在盖形螺母9的内侧9a上，在相对于轴心沿垂直方向上设置有允许阀柱3与行程检测部10偏心的间隙Cr。另外，盖形螺母9与装配螺栓4，在轴方向上具有非常小的间隙并夹持被检测体12的平行部12a，被检测体12相对于轴心沿垂直方向可自由移动。

盖形螺母9与装配螺栓4的轴方向非常小的间隙，也可对盖形螺母9和装配螺栓4进行调节螺合以便使其具有比平行部12a稍厚的尺寸，另外，也可将比平行部12a稍厚的垫圈插入盖形螺母9与装配螺栓4之间来进行调节。

行程检测部10由行程检测器11、被检测体12组成。行程检测器11，例如可使用非接触式差动变压器取出与被检测体12的行程成比例的信号、检测阀柱3的行程量并作为电信号进行输出。

行程检测器11，其壳体11a用公螺钉6a与衬筒6相螺合，并且与衬筒6与盖体5的衬筒用螺孔5b相螺合。

壳体11a外圆周的前端，插入衬筒6的第3孔6e中，行程检测器11，由第1孔6b与第2孔6c的导引确定与被检测体12的同轴度。

为此，通过行程检测器11插入衬筒6，使被检测体12容易收容于行程检测器11，同时行程检测器11与被检测体12的圆柱部12b以具有规定的小间隙进行组装。

行程检测器11，其壳体11a的公螺纹11b可自由移动地装配于衬筒6的检测器用螺孔6d中，通过其移动可调节中立位置的电压零点。行程检测器11在调节后由螺母14锁固于衬筒6上。

行程检测器11被密封部件、容器等所保护，以便使自盖体5的有底孔5a一侧无液体流入。另外，行程检测器11不论接触式、非接触式，只要是可检出电位计等的位移量的传感器，不管怎样的传感器均可使用。

被检测体12，在阀柱3侧的一端部形成有平行部12a，在另一端侧设有圆柱部12b，进而其间形成有阶梯棒部12c、12d。平行部12a被与在阀柱3的一端侧形成的螺孔3a相螺合的装配螺栓4的平坦端面4c和盖形螺母9所夹持，并沿轴心垂直方向移动自由地装配。

棒的大径棒部12c及小径棒部12d分别轴间紧密配合地插入衬筒6的第1孔6b及第2孔6c中，且均可自由滑动。另外，圆柱部12b作为芯件收容于行程检测器11的内部，其行程位置由行程检测器11检出。

由于被检测体12的棒部12c、12d轴间紧密配合地的插入第1孔6b与第2孔6c且可自由滑动，所以前端的圆柱部12b可缩小与行程检测器11的间隙地进行装配。

另外，被检测体12的阀柱3一侧的平行部12a，通过盖形螺母9可沿轴心垂直方向自由移动地被夹持，所以即使相对于阀柱3产生偏心，被检测体12也可一边沿与轴心垂直的方向移动一边被收容于行程检测部10的内部。

这样，在被检测体12可容易地插入行程检测器11的轨定位置的同时，被检测体12成为与阀柱3一体移动的芯件，其行程位置可由行程检测器11(差动变压器)检出。

关于上述结构，下面就其组装的一实例进行说明。阀柱3的螺孔3a螺合装配螺栓4。装配螺栓4的平坦端面4c与被检测体12的平行部12a的端面相对接，并且由盖形螺母9包覆平行部12a，把被检测体12安装于装配螺栓4上。

这时，平行部12a由盖形螺母9与装配螺栓4所夹持，且其具有沿与轴心垂直的方向可自由移动的间隙Cr。这样，被检测体12可沿与轴心垂直的方向自由移动并被盖形螺母9与装配螺栓4所夹持，形成偏心吸收装置Dm。另外，被检测体12的棒部12c、12d及圆柱部12b自盖形螺母突出进行组装。

在盖体5的有底孔5a上收容着弹簧7与护圈8，并装配阀在本体2的侧面，阀柱3由弹簧7与护圈8保持在中立位置上。行程检测器11插入在衬筒6中并使之成为一体。

一边在衬筒6的第1孔6b中插入被检测体12一边插入盖体5。这时，即使行程检测器11与阀柱3的轴心偏心，通过把被检测体12插入在第1孔6b中，被检测体12也能相对于阀柱3沿与轴心垂直的方向移动，吸收偏心并且行程检测器11通过衬筒6被安装在盖体5上。

这样，被检测体12与阀柱3间的偏心，由设在与盖形螺母9之间的间隙Cr内移动而被吸收，并且被检测体12不用扭就可插入行程检测器11。另外，被检测体12的圆柱部12c被收容于行程检测器11内，且之间具有非常小的规定间隙。

这种状态下，将壳体11a的公螺纹11b相对于衬筒的检测器用的螺纹孔6d进行移动，以调节在行程检测器11的中立位置的电压零点。行程检测器11，在调节后由螺母14紧固于衬筒6并结束组装。

下面对于其动作进行说明。如图1所示，当由未图示的操作杆等操作阀柱3等时，阀柱3自图1所示的中立位置抵抗弹簧7进行运动。

随之，设置于阀柱3上的被检测体12一起运动。该被检测体12的行程量由行程检测器11检测出，作为阀柱3的移动量由行程检测器11向外部输出。

这时，由于被检测体12由行程检测器11引导自由滑动，所以被检测体12与行程检测器11的间隙保持得很小，同时圆柱部12b不会偏向一方，配置于轴心附近，从而提高了检测精度。

另外，即使行程移动量大，但有被检测体12由行程检测器11所引导，所以其偏心小，被检测体12与行程检测器11之间不发生干涉，可提高耐久性、可靠性。

(实施例2)

下面，基于图2对实施例2的第1阀行程传感器1A进行说明。图2为第1阀行程传感器1A的侧剖视图。以下，与现行例及实施例1的相同部件采用同一符号，并省略其说明。

如图2所示，第1阀行程传感器1A的偏心吸收装置Dm由第1装配螺栓21、H形联轴器及第1被检测体12A组成。

第1装配螺栓21，在一端设有与螺孔3a相螺合的螺钉21a，在另一端设有棒联轴器21b。棒联轴器21b，其前端设有与H形联轴器22相连接的球形21c。第1装配螺栓21与阀柱3的轴心上所开设的螺孔3a相螺合。

H形联轴器22呈H形，其两侧开有嵌入第1装配螺栓21的球形21c的连接孔22a。H形联轴器22，其一侧连接孔22a供第1装配螺栓21嵌入，另一侧连接孔22a供第1被检测体12A嵌入，以实现其连接。

第1被检测体12A，在阀柱3侧的一端部形成有球形12e及与该球形12e相连接的阶梯状棒部12c、12d，进而在另一端形成有圆柱部12b。第1被检测体12A的球形12e嵌入H形联轴器22的连接孔22a中，以使第1被检测体12A与H形联轴器22相连接。

上述H形联轴器22可由弹性体形成，嵌入第1装配螺栓21的球形21c及第1被检测体12A的球形12e而进行连接。H形联轴器22插入衬筒6的第1孔6b中。为此，H形联轴器22与第1被检测体12A及第1装配螺栓21相连接，同时H形联轴器22被衬筒6的第1孔6b所保持，容易进行连接。

上述结构中，组装及动作过程因与实施例1相同，故省略其说明。

(实施例3)

下面，基于图3对实施例3的第2阀行程传感器1B进行说明。图3为第2阀行程传感器1B的侧剖视图。以下，与现行例及实施例1的相同部件采用同一符号，并省略其说明。

如图3所示，第2阀行程传感器1B的偏心吸收装置Dm由第2被检测体12B、第1弹簧25及弹簧架26组成。

第2被检测体12B，在阀柱3侧的一端设有球12f及与该球12f相连接的弹簧架支座12g，在中央部设有阶梯状的棒部12h、12j，几而在另一端侧设有圆柱部12b。第2被检测体12B的球12f通过弹簧架支座12g铆接装配。

弹簧架支座12g支撑被第1弹簧25所按压的弹簧架26。弹簧架支座12g受第1弹簧25的弹力将第2被检测体12B按至阀柱3。支撑大径棒部12h的第1孔6b与衬筒6的第3孔6e同轴。大径棒部12h可自由滑动的被支撑在衬筒6的第1孔6b上。由于大径棒部12h相对于衬筒6的第1孔6b以规定的长度轴间紧密配合地插入，其滑动不发生倾斜，所以可将被检测体12的圆柱部12b在非常小的规定间隙内收容到行程检测器11的内部。而小径棒部12j与大径棒部12h及圆柱部12b相连接。

第1弹簧25，一端支撑于衬筒6内，另一端通过弹簧架26支撑于第2被检测体12B上。第1弹簧25将第2被检测体12B通过弹簧架26挤压至阀柱3的端面，同时随着阀柱3的移动，第2检测体12B也一起移动。

第2被检测体12B与阀柱3相分离，但通过第1弹簧25的挤压球12f由阀柱3不断地对接而被连接，实现了一体化。为此，当第2被检测体12B随阀柱3的运动而移动时，被球12f笔直地被挤压，同时第2被检测体12B被引导在衬筒6的第1孔6b中进行滑动。因此，第2被检测体12B，即使减小与行程检测部10之间的间隙，也不会产生干涉，且可提高检测精度。

在上述结构的组装的一实例中，盖体5装配于阀本体2的侧面，其有底孔5a收容弹簧7及护圈8，且阀柱3处于中立位置。其次，将第1弹簧25及弹簧架26安装于第2被检测体12B上，同时第2被检测体12B插入在衬筒6及行程检测器11中而使之一体化。该衬筒6及行程检测器11自盖体5的传感器用螺孔6d插入进行螺合。为此，能够简单组装第2阀行程传感器1B。

关于动作过程因与实施例1相同，故省略其说明。

综上所述，上述实施例中，衬筒6与行程检测器11的壳体11a各为独立结构，但也可一体形成。为此，被检测体由行程检测部10所支撑。这时，使行程检测器11相对于盖体5沿图示的左右方向移动，可以调节中立位置时的电信号零点。

Claims

1.一种阀行程传感器，其特征在于，包括：

装配于阀的阀柱一端并可随阀柱一起运动的被检测体，

覆盖被检测体外侧，输出与被检测体的行程量相对应的信号的行程检测器，

设于阀柱与被检测体之间用于吸收偏心的偏心吸收装置，

上述偏心吸收装置，由与设于阀柱一端的螺孔相螺合的装配螺栓、设于阀柱一侧的被检测体的平行部、具有允许偏心的间隙并覆盖被检测体的平行部同时与装配螺栓相螺合的盖形螺母组成。

2.如权利要求1所述的阀行程传感器，其特征在于：还设有衬筒和支撑装置，由上述被检测体和上述行程检测器构成行程检测部，上述行程检测部的外径部插入上述衬筒中，上述支撑装置将被检测体同心支撑在上述衬筒中。

3.如权利要求1或2所述的阀行程传感器，其特征在于：可沿轴心方向移动调整零点。

4.一种阀行程传感器，其特征在于，包括：

装配于阀的阀柱一端并可随阀柱一起运动的被检测体，

设于阀柱与被检测体之间用于吸收偏心的偏心吸收装置，

所述偏心吸收装置由与设于阀柱一端的螺孔相螺合的装配螺栓、H形联轴器及设于阀柱一侧的被检测体的球形部组成，

所述装配螺栓的被检测体一侧的端部设有棒联轴器，所述棒联轴器的前端设有球形部，

所述H形联轴器的H形的两侧开有分别嵌入所述棒联轴器的球形部和所述被检测体的球形部的连接孔。

5.如权利要求4所述的阀行程传感器，其特征在于：还设有衬筒和支撑装置，由上述被检测体和上述行程检测器构成行程检测部，上述行程检测部的外径部插入上述衬筒中，上述支撑装置将被检测体同心支撑在上述衬筒中。

6.如权利要求4或5所述的阀行程传感器，其特征在于：可沿轴心方向移动调整零点。

7.一种阀行程传感器，其特征在于，包括：

装配于阀的阀柱一端并可随阀柱一起运动的被检测体，

设于阀柱与被检测体之间用于吸收偏心的偏心吸收装置，

所述偏心吸收装置由设于被检测体的所述阀柱一侧的端部的弹簧架支座及球、弹簧、弹簧架组成，

所述被检测体被同心支撑于衬筒中，且所述球通过弹簧架支座设在所述被检测体上，

所述弹簧的一端支撑于衬筒上，另一端经由所述弹簧架支撑于被检测体上，该弹簧架将被检测体推压至阀柱上。

8.如权利要求7所述的阀行程传感器，其特征在于：可沿轴心方向移动调整零点。