JP2001027358A - 位置検出機能付きパイロット式切換弁 - Google Patents
位置検出機能付きパイロット式切換弁Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 弁部材を駆動するためのピストンを介して該
弁部材の動作位置を検出することができる、位置検出機
能付きパイロット式切換弁を得る。 【解決手段】 スプール６の一端に当接するピストン１
２ａの、パイロット圧力室１３ａから遮断された呼吸室
９側に位置する部分に、位置検出用のマグネット２１を
取り付け、このマグネット２１と対応するケーシング４
の部分に、該マグネット２１からの磁気を検出する磁気
センサー２１を取り付ける。
弁部材の動作位置を検出することができる、位置検出機
能付きパイロット式切換弁を得る。 【解決手段】 スプール６の一端に当接するピストン１
２ａの、パイロット圧力室１３ａから遮断された呼吸室
９側に位置する部分に、位置検出用のマグネット２１を
取り付け、このマグネット２１と対応するケーシング４
の部分に、該マグネット２１からの磁気を検出する磁気
センサー２１を取り付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネットを利用
してスプールなどの弁部材の動作位置を検出できるよう
にした位置検出機能付きパイロット式切換弁に関するも
のである。
してスプールなどの弁部材の動作位置を検出できるよう
にした位置検出機能付きパイロット式切換弁に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】マグネットを利用してスプールの切換動
作を監視できるようにしたパイロット式切換弁は、例え
ば実公平７−３１０２１号公報に開示されているように
すでに公知である。この切換弁は、スプールの両端にパ
イロット流体圧を受圧するためのピストンをそれぞれ備
えていて、これらのピストンに作用するパイロット流体
圧によりスプールを切り換えるもので、一方のピストン
にマグネットを取り付けると共に、ケーシングの該マグ
ネットと対応する位置に磁束の変化を検出する検出コイ
ルを取り付け、上記マグネットがピストンと一緒に移動
したときの磁束の変化によって検出コイルに発生する誘
導電圧の大きさから、ピストン即ちスプールの移動速度
を検出し、それが正常であるかどうかということを判断
するものである。
作を監視できるようにしたパイロット式切換弁は、例え
ば実公平７−３１０２１号公報に開示されているように
すでに公知である。この切換弁は、スプールの両端にパ
イロット流体圧を受圧するためのピストンをそれぞれ備
えていて、これらのピストンに作用するパイロット流体
圧によりスプールを切り換えるもので、一方のピストン
にマグネットを取り付けると共に、ケーシングの該マグ
ネットと対応する位置に磁束の変化を検出する検出コイ
ルを取り付け、上記マグネットがピストンと一緒に移動
したときの磁束の変化によって検出コイルに発生する誘
導電圧の大きさから、ピストン即ちスプールの移動速度
を検出し、それが正常であるかどうかということを判断
するものである。
【０００３】しかしながら、上記従来の切換弁は、上記
マグネットをピストン端面の圧力室内に露出する位置に
取り付けているため、該マグネットがパイロット流体と
直接接触することになり、このパイロット流体中に水分
や化学ミストが含まれていたり、金属粉のような磁性体
の微細粒子等が含まれていたりすると、それらと接触す
ることによってマグネットが錆びたり腐食したり微細粒
子を吸着するといったような問題を生じ易く、磁力の低
下による検出精度の低下や摺動不良等を引き起こし易い
という欠点があった。
マグネットをピストン端面の圧力室内に露出する位置に
取り付けているため、該マグネットがパイロット流体と
直接接触することになり、このパイロット流体中に水分
や化学ミストが含まれていたり、金属粉のような磁性体
の微細粒子等が含まれていたりすると、それらと接触す
ることによってマグネットが錆びたり腐食したり微細粒
子を吸着するといったような問題を生じ易く、磁力の低
下による検出精度の低下や摺動不良等を引き起こし易い
という欠点があった。
【０００４】また、上記切換弁は、マグネットの移動に
伴う磁束の変化によって検出コイルに誘導電圧を発生さ
せ、この誘導電圧の大きさからスプールの移動速度を検
出してその移動速度が正常であるかどうかということを
判定するもので、スプールの動作位置を検出することは
できなかった。
伴う磁束の変化によって検出コイルに誘導電圧を発生さ
せ、この誘導電圧の大きさからスプールの移動速度を検
出してその移動速度が正常であるかどうかということを
判定するもので、スプールの動作位置を検出することは
できなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な技術的
課題は、弁部材を駆動するためのピストンを介して該弁
部材の動作位置を検出することができる、位置検出機能
付きパイロット式切換弁を提供することにある。
課題は、弁部材を駆動するためのピストンを介して該弁
部材の動作位置を検出することができる、位置検出機能
付きパイロット式切換弁を提供することにある。
【０００６】本発明の他の技術的課題は、上記切換弁に
おいて、位置検出用のマグネットをピストンに取り付け
るに当たり、該マグネットがパイロット流体と接触する
のを防止して該パイロット流体による影響を受けないよ
うにし、安定した検出精度と動作特性とを維持すること
にある。
おいて、位置検出用のマグネットをピストンに取り付け
るに当たり、該マグネットがパイロット流体と接触する
のを防止して該パイロット流体による影響を受けないよ
うにし、安定した検出精度と動作特性とを維持すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の切換弁によれば、弁部材の一端に設けられ
たピストンに位置検出用のマグネットが取り付けられ、
このマグネットと対応するケーシング部分に、該マグネ
ットからの磁気を検出する磁気センサーが取り付けられ
る。上記マグネットが取り付けられるピストン上の位置
は、該ピストンの一側の、弁部材端面との間に区画され
た呼吸室側の部分である。この呼吸室は、ピストンの反
対側にあるパイロット圧力室とは、該ピストンの外周の
ピストンパッキンによって気密に遮断されていて、パイ
ロット流体が流入しないようになっている。
め、本発明の切換弁によれば、弁部材の一端に設けられ
たピストンに位置検出用のマグネットが取り付けられ、
このマグネットと対応するケーシング部分に、該マグネ
ットからの磁気を検出する磁気センサーが取り付けられ
る。上記マグネットが取り付けられるピストン上の位置
は、該ピストンの一側の、弁部材端面との間に区画され
た呼吸室側の部分である。この呼吸室は、ピストンの反
対側にあるパイロット圧力室とは、該ピストンの外周の
ピストンパッキンによって気密に遮断されていて、パイ
ロット流体が流入しないようになっている。
【０００８】上記構成を有する本発明の切換弁は、パイ
ロット圧力室に供給されるパイロット流体により上記ピ
ストンが駆動され、このピストンを介して弁部材が切り
換えられる。そして、上記ピストンと一緒に移動するマ
グネットからの磁束密度が磁気センサーにより検出さ
れ、マグネットの移動に伴う磁束密度の変化によってピ
ストンの動作位置すなわち弁部材の動作位置が検出され
る。
ロット圧力室に供給されるパイロット流体により上記ピ
ストンが駆動され、このピストンを介して弁部材が切り
換えられる。そして、上記ピストンと一緒に移動するマ
グネットからの磁束密度が磁気センサーにより検出さ
れ、マグネットの移動に伴う磁束密度の変化によってピ
ストンの動作位置すなわち弁部材の動作位置が検出され
る。
【０００９】ここで、上記マグネットをピストンの呼吸
室側の位置に取り付けたので、該マグネットがパイロッ
ト流体と直接接触することがなく、このため、パイロッ
ト体中に水分や化学ミストあるいは金属粉のような磁性
体粒子等が含まれていたとしても、マグネットが錆びた
り腐食したり微細粒子を吸着したりすることによって磁
力低下を来したり、吸着した微細粒子による動作不良等
を生じることがなく、安定した性能を維持することがで
きる。
室側の位置に取り付けたので、該マグネットがパイロッ
ト流体と直接接触することがなく、このため、パイロッ
ト体中に水分や化学ミストあるいは金属粉のような磁性
体粒子等が含まれていたとしても、マグネットが錆びた
り腐食したり微細粒子を吸着したりすることによって磁
力低下を来したり、吸着した微細粒子による動作不良等
を生じることがなく、安定した性能を維持することがで
きる。
【００１０】本発明の一つの具体的な実施形態によれ
ば、上記マグネットがピストンの外周に設けられると共
に、上記磁気センサーが、ケーシング内におけるピスト
ンの外周に近接する部分に設けられている。
ば、上記マグネットがピストンの外周に設けられると共
に、上記磁気センサーが、ケーシング内におけるピスト
ンの外周に近接する部分に設けられている。
【００１１】本発明の他の具体的な実施形態によれば、
上記ピストンの弁部材との対向面に収容室が形成され、
この収容室内に上記マグネットがピストンの受圧面に近
接して位置するように取り付けられ、ケーシングにおけ
る該受圧面と対向する位置に上記磁気センサーが設けら
れている。
上記ピストンの弁部材との対向面に収容室が形成され、
この収容室内に上記マグネットがピストンの受圧面に近
接して位置するように取り付けられ、ケーシングにおけ
る該受圧面と対向する位置に上記磁気センサーが設けら
れている。
【００１２】本発明の更に他の具体的な実施形態によれ
ば、切換弁が２つのピストンと２つのパイロット弁とを
有するダブルパイロット式の切換弁であって、２つのパ
イロット弁がケーシングの一端側に集中的に設けられ、
ケーシングの他端側において一方のピストンと該ケーシ
ングとに上記マグネットと磁気センサーとが設けられて
いる。
ば、切換弁が２つのピストンと２つのパイロット弁とを
有するダブルパイロット式の切換弁であって、２つのパ
イロット弁がケーシングの一端側に集中的に設けられ、
ケーシングの他端側において一方のピストンと該ケーシ
ングとに上記マグネットと磁気センサーとが設けられて
いる。
【００１３】本発明においては、少なくともマグネット
を有するピストンは弁部材に連結することができる。
を有するピストンは弁部材に連結することができる。
【００１４】本発明において好ましくは、上記磁気セン
サーが、マグネットからの磁気をピストンの全ストロー
クにおいて検出可能なるように設置されることにより、
マグネットの変移に伴う磁束密度の変化からピストンの
全動作位置を検出可能なるように構成されていることで
ある。
サーが、マグネットからの磁気をピストンの全ストロー
クにおいて検出可能なるように設置されることにより、
マグネットの変移に伴う磁束密度の変化からピストンの
全動作位置を検出可能なるように構成されていることで
ある。
【００１５】これにより、ピストンすなわち弁部材のス
トローク端の位置だけでなく、ストローク途中の位置ま
で知ることができるため、ストローク開始からストロー
ク終了までの弁部材の位置と動作時間との関係から、該
弁部材が正常に動作したかどうかといったようなことを
判別回路によって簡単に判別することができ、この結
果、故障前に予防処置を施すことが可能となって、故障
や事故による作業系統の長時間の運転停止等を未然に防
ぐことができる。
トローク端の位置だけでなく、ストローク途中の位置ま
で知ることができるため、ストローク開始からストロー
ク終了までの弁部材の位置と動作時間との関係から、該
弁部材が正常に動作したかどうかといったようなことを
判別回路によって簡単に判別することができ、この結
果、故障前に予防処置を施すことが可能となって、故障
や事故による作業系統の長時間の運転停止等を未然に防
ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る切換弁の第１
実施例を示すもので、ここに例示された切換弁は、１つ
のパイロット弁２で主弁１を切り換えるシングルパイロ
ット式の切換弁である。
実施例を示すもので、ここに例示された切換弁は、１つ
のパイロット弁２で主弁１を切り換えるシングルパイロ
ット式の切換弁である。
【００１７】上記主弁１は、５ポート弁としての構成を
有するもので、非磁性体素材からなるケーシング４を含
んでいる。このケーシング４は、直方体状をした第１部
材４ａと、その一端に連結されてパイロット弁２を取付
けるためのアダプターを兼ねる第２部材４ｂと、他端に
連結されてエンドカバーとして機能する第３部材４ｃと
からなっている。
有するもので、非磁性体素材からなるケーシング４を含
んでいる。このケーシング４は、直方体状をした第１部
材４ａと、その一端に連結されてパイロット弁２を取付
けるためのアダプターを兼ねる第２部材４ｂと、他端に
連結されてエンドカバーとして機能する第３部材４ｃと
からなっている。
【００１８】上記第１部材４ａの上下何れか一方の面に
は、供給ポートＰと２つの排出ポートＥ１，Ｅ２とが設
けられ、他方の面には２つの出力ポートＡ，Ｂが設けら
れ、第１部材４ａの内部には、これらの各ポートが軸線
方向に並んで開口する弁孔５が設けられ、この弁孔５内
に、流路切換用の弁部材である非磁性体素材からなるス
プール６が摺動自在に収容されている。
は、供給ポートＰと２つの排出ポートＥ１，Ｅ２とが設
けられ、他方の面には２つの出力ポートＡ，Ｂが設けら
れ、第１部材４ａの内部には、これらの各ポートが軸線
方向に並んで開口する弁孔５が設けられ、この弁孔５内
に、流路切換用の弁部材である非磁性体素材からなるス
プール６が摺動自在に収容されている。
【００１９】上記スプール６の外周には、上記各ポート
間を結ぶ流路同士を相互に区画するための複数のシール
部材７が設けられると共に、スプール６の両端部外周
に、該スプール６の端部が臨む呼吸室９と弁孔５内の作
動流体の流路との間を遮断する端部シール部材８がそれ
ぞれ設けられている。図中１０は、スプール６の摺動を
安定化させるためのガイドリングである。
間を結ぶ流路同士を相互に区画するための複数のシール
部材７が設けられると共に、スプール６の両端部外周
に、該スプール６の端部が臨む呼吸室９と弁孔５内の作
動流体の流路との間を遮断する端部シール部材８がそれ
ぞれ設けられている。図中１０は、スプール６の摺動を
安定化させるためのガイドリングである。
【００２０】一方、上記第２部材４ｂ及び第３部材４ｃ
には、スプール６の両端が臨む位置にピストン室１１
ａ，１１ｂがそれぞれ形成されている。第２部材４ｂに
形成された第１ピストン室１１ａは大径で、その中には
大径の第１ピストン１２ａが摺動自在に収容されてお
り、一方の第３部材４ｃに形成された第２ピストン室１
１ｂは上記第１ピストン室１１ａより小径で、その中に
は小径の第２ピストン１２ｂが摺動自在に収容されてい
る。これらのピストン１２ａ，１２ｂはそれぞれ、第２
ピストン１２ｂで代表的に示すようにスプール６の端面
に当接させるか、又は、第１ピストン１２ａで代表的に
示すようにスプール６と一体に連結されていて、該スプ
ール６と同期して移動するようになっている。ピストン
をスプール６に連結する場合、図示の例では、ピストン
１２ａに設けたフック１４ａをスプール６の外周の係止
溝１４ｂに係合させているが、その連結方法は問わな
い。
には、スプール６の両端が臨む位置にピストン室１１
ａ，１１ｂがそれぞれ形成されている。第２部材４ｂに
形成された第１ピストン室１１ａは大径で、その中には
大径の第１ピストン１２ａが摺動自在に収容されてお
り、一方の第３部材４ｃに形成された第２ピストン室１
１ｂは上記第１ピストン室１１ａより小径で、その中に
は小径の第２ピストン１２ｂが摺動自在に収容されてい
る。これらのピストン１２ａ，１２ｂはそれぞれ、第２
ピストン１２ｂで代表的に示すようにスプール６の端面
に当接させるか、又は、第１ピストン１２ａで代表的に
示すようにスプール６と一体に連結されていて、該スプ
ール６と同期して移動するようになっている。ピストン
をスプール６に連結する場合、図示の例では、ピストン
１２ａに設けたフック１４ａをスプール６の外周の係止
溝１４ｂに係合させているが、その連結方法は問わな
い。
【００２１】そして、上記各ピストン１２ａ，１２ｂの
背面側、即ちスプール６に当接している面とは反対側の
部分には、それぞれ第１及び第２の圧力室１３ａ，１３
ｂが形成され、各ピストン１２ａ，１２ｂとスプール６
との間には、それぞれ外部に開放する呼吸室９，９が形
成されており、これらの圧力室１３ａ，１３ｂと呼吸室
９，９との間は、上記ピストン１２ａ，１２ｂの外周に
取り付けられたピストンパッキン１５，１５で気密に遮
断されている。
背面側、即ちスプール６に当接している面とは反対側の
部分には、それぞれ第１及び第２の圧力室１３ａ，１３
ｂが形成され、各ピストン１２ａ，１２ｂとスプール６
との間には、それぞれ外部に開放する呼吸室９，９が形
成されており、これらの圧力室１３ａ，１３ｂと呼吸室
９，９との間は、上記ピストン１２ａ，１２ｂの外周に
取り付けられたピストンパッキン１５，１５で気密に遮
断されている。
【００２２】また、大径の第１ピストン１２ａ側に位置
する上記第１圧力室１３ａは、パイロット流路１６ａ，
１６ｂにより手動操作機構１７及び上記パイロット弁２
を介して上記供給ポートＰに連通し、小径の第２ピスト
ン１２ｂ側に位置する第２圧力室１３ｂは、パイロット
流路１６ｃを通じて上記供給ポートＰに常時連通してい
る。
する上記第１圧力室１３ａは、パイロット流路１６ａ，
１６ｂにより手動操作機構１７及び上記パイロット弁２
を介して上記供給ポートＰに連通し、小径の第２ピスト
ン１２ｂ側に位置する第２圧力室１３ｂは、パイロット
流路１６ｃを通じて上記供給ポートＰに常時連通してい
る。
【００２３】そして、上記パイロット弁２がオフの状態
にあって第１圧力室１３ａにパイロット流体が供給され
ていないときは、第２圧力室１３ｂに供給されているパ
イロット流体圧により第２ピストン１２ｂが押されるた
め、スプール６は図１に示すように左側に移動した第１
切換位置にある。この状態から上記パイロット弁２がオ
ンとなって第１圧力室１３ａにパイロット流体が供給さ
れると、２つのピストン１２ａ，１２ｂの受圧面積の差
により、第１ピストン１２ａに作用する流体圧作用力の
方が第２ピストン１２ｂに作用する流体圧作用力より大
きいため、スプール６はこの第１ピストン１２ａに押さ
れて右側に移動し、第２切換位置に切り換わる。
にあって第１圧力室１３ａにパイロット流体が供給され
ていないときは、第２圧力室１３ｂに供給されているパ
イロット流体圧により第２ピストン１２ｂが押されるた
め、スプール６は図１に示すように左側に移動した第１
切換位置にある。この状態から上記パイロット弁２がオ
ンとなって第１圧力室１３ａにパイロット流体が供給さ
れると、２つのピストン１２ａ，１２ｂの受圧面積の差
により、第１ピストン１２ａに作用する流体圧作用力の
方が第２ピストン１２ｂに作用する流体圧作用力より大
きいため、スプール６はこの第１ピストン１２ａに押さ
れて右側に移動し、第２切換位置に切り換わる。
【００２４】また上記手動操作機構１７は、操作子１７
ａを押し下げることによりパイロット流路１６ａ，１６
ｂ同士を直接接続させて、第１圧力室１３ａを供給ポー
トＰに連通させるもので、その操作状態はパイロット弁
２がオンになった場合と同じである。
ａを押し下げることによりパイロット流路１６ａ，１６
ｂ同士を直接接続させて、第１圧力室１３ａを供給ポー
トＰに連通させるもので、その操作状態はパイロット弁
２がオンになった場合と同じである。
【００２５】なお、上記パイロット弁２は、ソレノイド
への通電によってパイロット流路を開閉する電磁操作式
のパイロット弁であって、その構成及び作用は公知のも
のと同じであるため、その具体的な説明は省略する。
への通電によってパイロット流路を開閉する電磁操作式
のパイロット弁であって、その構成及び作用は公知のも
のと同じであるため、その具体的な説明は省略する。
【００２６】上記切換弁には、スプール６の動作位置を
検出するための位置検出機構２０が設けられている。こ
の位置検出機構２０は、図２からも分かるように、何れ
か一方のピストン（図示の例では第１ピストン１２ａ）
に取り付けられたマグネット２１と、ケーシング４側に
取り付けられて該マグネット２１からの磁気を検出する
磁気センサー２２とからなるもので、上記マグネット２
１がピストン１２ａと一緒に移動するときの磁束密度の
変化を磁気センサー２２で検出し、その増減からピスト
ン１２ａ即ちスプール６の動作位置を検出するものであ
る。
検出するための位置検出機構２０が設けられている。こ
の位置検出機構２０は、図２からも分かるように、何れ
か一方のピストン（図示の例では第１ピストン１２ａ）
に取り付けられたマグネット２１と、ケーシング４側に
取り付けられて該マグネット２１からの磁気を検出する
磁気センサー２２とからなるもので、上記マグネット２
１がピストン１２ａと一緒に移動するときの磁束密度の
変化を磁気センサー２２で検出し、その増減からピスト
ン１２ａ即ちスプール６の動作位置を検出するものであ
る。
【００２７】上記マグネット２１は、合成樹脂や合成ゴ
ムのような軟質の弾性基材中に、磁性を持つ金属粉末を
混合して、円周の一部に切欠を有するリング状に形成し
たもので、上記ピストン１２ａの外周の、ピストンパッ
キン１５よりも呼吸室９側に寄った位置に取り付けられ
ている。即ち、ピストン１２ａの外周に形成された取付
溝２３内に、リング状をした該マグネット２１を弾力的
に拡径した状態で嵌め込むことにより、上述した位置に
取り付けられている。
ムのような軟質の弾性基材中に、磁性を持つ金属粉末を
混合して、円周の一部に切欠を有するリング状に形成し
たもので、上記ピストン１２ａの外周の、ピストンパッ
キン１５よりも呼吸室９側に寄った位置に取り付けられ
ている。即ち、ピストン１２ａの外周に形成された取付
溝２３内に、リング状をした該マグネット２１を弾力的
に拡径した状態で嵌め込むことにより、上述した位置に
取り付けられている。
【００２８】この場合、マグネット２１の厚さを取付溝
２３の深さよりも僅かに小さく形成することにより、該
マグネット２１の外周面がピストン１２ａの外周面より
低い位置にあってピストン室１１ｂの内周面に摺接しな
いようにしておくことが望ましく、これにより、マグネ
ット２１の摺接によるピストン１２ａの摺動抵抗の増加
を防止することができるだけでなく、このマグネット２
１が大気中の磁性微細粒子を若干吸着したとしても、そ
れがピストン１２ａの摺動に悪影響を及ぼすのを防ぐこ
とができる。
２３の深さよりも僅かに小さく形成することにより、該
マグネット２１の外周面がピストン１２ａの外周面より
低い位置にあってピストン室１１ｂの内周面に摺接しな
いようにしておくことが望ましく、これにより、マグネ
ット２１の摺接によるピストン１２ａの摺動抵抗の増加
を防止することができるだけでなく、このマグネット２
１が大気中の磁性微細粒子を若干吸着したとしても、そ
れがピストン１２ａの摺動に悪影響を及ぼすのを防ぐこ
とができる。
【００２９】また、このように上記マグネット２１を、
ピストン１２ａの外周の呼吸室９側の位置に取り付ける
ことにより、該マグネット２１がパイロット流体と直接
接触するのを防ぐことができるため、該パイロット流体
中に水分や化学ミストあるいは金属粉のような磁性体粒
子等が含まれていたとしても、該マグネット２１がそれ
らと接触して錆びたり腐食したりあるいは磁性体粒子を
吸着したりするようなことがなく、磁力の低下による位
置検出精度の低下や、吸着した微細粒子によるピストン
１２ａの動作不良等を生じることがない。
ピストン１２ａの外周の呼吸室９側の位置に取り付ける
ことにより、該マグネット２１がパイロット流体と直接
接触するのを防ぐことができるため、該パイロット流体
中に水分や化学ミストあるいは金属粉のような磁性体粒
子等が含まれていたとしても、該マグネット２１がそれ
らと接触して錆びたり腐食したりあるいは磁性体粒子を
吸着したりするようなことがなく、磁力の低下による位
置検出精度の低下や、吸着した微細粒子によるピストン
１２ａの動作不良等を生じることがない。
【００３０】一方、上記磁気センサー２２は、ケーシン
グ４の第２部材４ｂに形成された収容室２５内に、マグ
ネット２１からの磁気をスプール６の全ストロークにお
いて検出できるように、該マグネット２１に近接して取
り付けられている。即ちこの磁気センサー２２は、ピス
トン１２ａが何れか一方のストローク端にある場合にマ
グネット２１と最も近接して最大の磁束密度を検出し、
ピストン１２ａが他方のストローク端にある場合にマグ
ネット２１から離れて最小の磁束密度を検出するような
位置に設けられている。
グ４の第２部材４ｂに形成された収容室２５内に、マグ
ネット２１からの磁気をスプール６の全ストロークにお
いて検出できるように、該マグネット２１に近接して取
り付けられている。即ちこの磁気センサー２２は、ピス
トン１２ａが何れか一方のストローク端にある場合にマ
グネット２１と最も近接して最大の磁束密度を検出し、
ピストン１２ａが他方のストローク端にある場合にマグ
ネット２１から離れて最小の磁束密度を検出するような
位置に設けられている。
【００３１】上記磁気センサー２２は、リード線２６を
通じて図示しない判別回路に接続され、磁束密度に応じ
た検出信号をこの判別回路に出力するようになってい
る。この判別回路には、ピストン１２ａ（従ってスプー
ル６）が正常に動作したときの各動作位置と磁束密度、
動作時間、流体圧力との相互関係など、位置検出に必要
なデータが予め入力されており、磁気センサー２２から
の検出信号が入力されると、上記データーに基づいてピ
ストン１２ａの両ストローク端の位置やストローク中の
各位置などが計測されると共に、ストローク開始からス
トローク終了までのピストン１２ａの位置と動作時間と
の関係から、該ピストン１２ａ従ってスプール６の動作
が正常であったか否かといったようなことも判別できる
ようになっている。これにより、故障前にその前兆を検
知して予防処置を施すことが可能となり、故障や事故等
の発生により機器の運転を長時間停止するといったよう
な事態を未然に防ぐことができる。なお、検出されたピ
ストン１２ａの動作位置や動作時間等は、ディスプレイ
装置に数値やグラフ等で表示することができる。
通じて図示しない判別回路に接続され、磁束密度に応じ
た検出信号をこの判別回路に出力するようになってい
る。この判別回路には、ピストン１２ａ（従ってスプー
ル６）が正常に動作したときの各動作位置と磁束密度、
動作時間、流体圧力との相互関係など、位置検出に必要
なデータが予め入力されており、磁気センサー２２から
の検出信号が入力されると、上記データーに基づいてピ
ストン１２ａの両ストローク端の位置やストローク中の
各位置などが計測されると共に、ストローク開始からス
トローク終了までのピストン１２ａの位置と動作時間と
の関係から、該ピストン１２ａ従ってスプール６の動作
が正常であったか否かといったようなことも判別できる
ようになっている。これにより、故障前にその前兆を検
知して予防処置を施すことが可能となり、故障や事故等
の発生により機器の運転を長時間停止するといったよう
な事態を未然に防ぐことができる。なお、検出されたピ
ストン１２ａの動作位置や動作時間等は、ディスプレイ
装置に数値やグラフ等で表示することができる。
【００３２】上記実施例では、１つの磁気センサー２２
を設けているが、２つの磁気センサーをピストン１２ａ
の両方のストローク端においてそれぞれマグネット２１
と対向する位置に設置することもできる。この場合、ピ
ストン１２ａが一方のストローク端にある場合は、一方
の磁気センサーが最大の磁束密度を検出して、他方の磁
気センサーが最小の磁束密度を検出し、ピストン１２ａ
他方のストローク端にある場合はその逆になるように、
２つの磁気センサーとマグネットとの位置関係を設定す
ることにより、２つの磁気センサーが検出する磁束密度
の変化の関係からスプール６の動作位置を知ることがで
きる。
を設けているが、２つの磁気センサーをピストン１２ａ
の両方のストローク端においてそれぞれマグネット２１
と対向する位置に設置することもできる。この場合、ピ
ストン１２ａが一方のストローク端にある場合は、一方
の磁気センサーが最大の磁束密度を検出して、他方の磁
気センサーが最小の磁束密度を検出し、ピストン１２ａ
他方のストローク端にある場合はその逆になるように、
２つの磁気センサーとマグネットとの位置関係を設定す
ることにより、２つの磁気センサーが検出する磁束密度
の変化の関係からスプール６の動作位置を知ることがで
きる。
【００３３】また、上記実施例では、マグネット２１を
ピストン１２ａの外周に取り付けているが、ピストンの
他の場所に取り付けることもできる。図３には、マグネ
ットの取り付け方法が異なる本発明の第２実施例が、パ
イロット弁を２つ有するダブルパイロット式切換弁によ
り代表的に示されている。
ピストン１２ａの外周に取り付けているが、ピストンの
他の場所に取り付けることもできる。図３には、マグネ
ットの取り付け方法が異なる本発明の第２実施例が、パ
イロット弁を２つ有するダブルパイロット式切換弁によ
り代表的に示されている。
【００３４】この第２実施例の切換弁は、２つのパイロ
ット弁２ａ，２ｂと２つの手動操作機構１７ａ，１７ｂ
とを有していて、２つのパイロット弁２ａ，２ｂがケー
シング４の一端側（第１ピストン１２ａ側）に集中的に
取り付けられている。また、２つのピストン１２ａ，１
２ｂは互いに同じ大きさを有して、スプール６に一体に
連結されることなく、該スプール６の端面に当接してい
る。更に、第１圧力室１３ａがパイロット流路３０ａ、
３０ｂにより第１パイロット弁２ａ及び第１手動操作機
構１７ａを介して供給ポートＰに連通し、第２圧力室１
３ｂがパイロット流路３０ａ，３０ｃにより第２パイロ
ット弁２ｂ及び第２手動操作機構１７ｂを介して供給ポ
ートＰに連通している。
ット弁２ａ，２ｂと２つの手動操作機構１７ａ，１７ｂ
とを有していて、２つのパイロット弁２ａ，２ｂがケー
シング４の一端側（第１ピストン１２ａ側）に集中的に
取り付けられている。また、２つのピストン１２ａ，１
２ｂは互いに同じ大きさを有して、スプール６に一体に
連結されることなく、該スプール６の端面に当接してい
る。更に、第１圧力室１３ａがパイロット流路３０ａ、
３０ｂにより第１パイロット弁２ａ及び第１手動操作機
構１７ａを介して供給ポートＰに連通し、第２圧力室１
３ｂがパイロット流路３０ａ，３０ｃにより第２パイロ
ット弁２ｂ及び第２手動操作機構１７ｂを介して供給ポ
ートＰに連通している。
【００３５】上記切換弁は、２つのパイロット弁２ａ，
２ｂで第１圧力室１３ａと第２圧力室１３ｂとにパイロ
ット流体を交互に供給することにより、２つのピストン
１２ａ，１２ｂを駆動してスプール６を切換えるもので
ある。
２ｂで第１圧力室１３ａと第２圧力室１３ｂとにパイロ
ット流体を交互に供給することにより、２つのピストン
１２ａ，１２ｂを駆動してスプール６を切換えるもので
ある。
【００３６】上記切換弁においては、位置検出機構２０
が、２つのパイロット弁２ａ，２ｂが設けられている側
とは反対側である第２ピストン１２ｂ側に設けられてい
る。即ち、図４及び５からも分かるように、上記第２ピ
ストン１２ｂには、スプール６との当接面側から受圧面
に向けて軸線方向に延びる収容室３１が形成され、この
収容室３１の内底部にマグネット２１が、上記受圧面に
近接して位置するように取り付けられている。これに対
してケーシング４の第３部材４ｃには、上記第２ピスト
ン１２ｂの受圧面と対向する壁面部分の裏側の位置に、
該第２部材４ｂの下面側から上面側に向けて取付溝３２
が形成され、この取付溝３２内に磁気センサー２２が挿
入されて、ねじ３３で固定されている。そして、上記第
２ピストン１２ｂの移動によりマグネット２１が磁気セ
ンサー２２に接近したり遠ざかったりするときの磁束密
度の変化を、上記磁気センサー２２で検出するようにな
っている。
が、２つのパイロット弁２ａ，２ｂが設けられている側
とは反対側である第２ピストン１２ｂ側に設けられてい
る。即ち、図４及び５からも分かるように、上記第２ピ
ストン１２ｂには、スプール６との当接面側から受圧面
に向けて軸線方向に延びる収容室３１が形成され、この
収容室３１の内底部にマグネット２１が、上記受圧面に
近接して位置するように取り付けられている。これに対
してケーシング４の第３部材４ｃには、上記第２ピスト
ン１２ｂの受圧面と対向する壁面部分の裏側の位置に、
該第２部材４ｂの下面側から上面側に向けて取付溝３２
が形成され、この取付溝３２内に磁気センサー２２が挿
入されて、ねじ３３で固定されている。そして、上記第
２ピストン１２ｂの移動によりマグネット２１が磁気セ
ンサー２２に接近したり遠ざかったりするときの磁束密
度の変化を、上記磁気センサー２２で検出するようにな
っている。
【００３７】第２実施例の上記以外の構成及び作用ある
いは好ましい変形例等については、実質的に第１実施例
と同じであるため、それらの説明は省略する。
いは好ましい変形例等については、実質的に第１実施例
と同じであるため、それらの説明は省略する。
【００３８】上記各実施例における位置検出機構２０
は、上述したようにピストンの移動に伴う磁束密度の変
化から該スプール６の全動作位置を検出する方式ではな
く、スプール６の両ストローク端で磁気センサーをオン
・オフさせることによって該スプール６の両ストローク
端だけを検出する方式のものであっても良い。
は、上述したようにピストンの移動に伴う磁束密度の変
化から該スプール６の全動作位置を検出する方式ではな
く、スプール６の両ストローク端で磁気センサーをオン
・オフさせることによって該スプール６の両ストローク
端だけを検出する方式のものであっても良い。
【００３９】また、上記第１実施例では、シングルパイ
ロット式切換弁として、大小２つのピストン１２ａ，１
２ｂを備えたものが示されているが、小径の第２ピスト
ン１２ｂの代わりに復帰ばねを設け、この復帰ばねの付
勢力でスプール６を常時復帰方向に付勢するスプリング
リターンタイプのものであっても良いことは当然であ
る。
ロット式切換弁として、大小２つのピストン１２ａ，１
２ｂを備えたものが示されているが、小径の第２ピスト
ン１２ｂの代わりに復帰ばねを設け、この復帰ばねの付
勢力でスプール６を常時復帰方向に付勢するスプリング
リターンタイプのものであっても良いことは当然であ
る。
【００４０】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、位置検出用のマグネットをピストンに取り付けるこ
とにより、該ピストンを介して該弁部材の動作位置を検
出することができる。しかもその際、上記マグネットを
ピストンの呼吸室側に位置する部分に取り付けることに
より、該マグネットがパイロット流体と接触するのを防
止することができるため、該パイロット流体中に水分や
化学ミストあるいは金属粉のような磁性体粒子等が含ま
れていたとしても、該マグネットがそれらと接触して錆
びたり腐食したりあるいは磁性体粒子を吸着したりする
ようなことがなく、磁力の低下による位置検出精度の低
下や、吸着した微細粒子によるピストンの動作不良等を
生じることがなく、安定した性能を維持することができ
る。
ば、位置検出用のマグネットをピストンに取り付けるこ
とにより、該ピストンを介して該弁部材の動作位置を検
出することができる。しかもその際、上記マグネットを
ピストンの呼吸室側に位置する部分に取り付けることに
より、該マグネットがパイロット流体と接触するのを防
止することができるため、該パイロット流体中に水分や
化学ミストあるいは金属粉のような磁性体粒子等が含ま
れていたとしても、該マグネットがそれらと接触して錆
びたり腐食したりあるいは磁性体粒子を吸着したりする
ようなことがなく、磁力の低下による位置検出精度の低
下や、吸着した微細粒子によるピストンの動作不良等を
生じることがなく、安定した性能を維持することができ
る。
【図１】本発明に係る切換弁の第１実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明に係る切換弁の第２実施例を示す部分省
略断面図である。
略断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図４の要部拡大断面図である。
Ｐ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ａ，Ｂ ポート ２，２ａ，２ｂ パイロット弁 ４ ケーシング ５ 弁孔 ６ スプール ８ 端部シール部材 ９ 呼吸室 １１ａ，１１ｂ ピストン室 １２ａ，１２ｂ ピストン １３ａ，１３ｂ 圧力室 ２０ 位置検出機構 ２１ マグネット ２２ 磁気センサー ３１ 収容室
Claims (6)
- 【請求項１】複数のポートと；上記各ポートが開口する
弁孔と；上記ポート及び弁孔を有するケーシングと；上
記弁孔内に摺動自在に収容された流路切換用の弁部材
と；上記弁部材の少なくとも一端側に形成されたピスト
ン室と；上記ピストン室内に摺動自在に収容され、パイ
ロット流体圧の作用により作動して上記弁部材を切り換
えるピストンと；上記ピストンと弁部材との間に区画さ
れた外部に開放する呼吸室と；上記弁部材の端部外周に
取り付けられ、弁孔内の作動流体流路と上記呼吸室との
間を遮断する端部シール部材と；上記ピストンの外周に
取り付けられ、該ピストンの一側のパイロット圧力室と
上記呼吸室との間を遮断するピストンパッキンと；１つ
のピストンの上記ピストンパッキンよりも呼吸室側に位
置する部分に装着された、該ピストンと一緒に変移する
マグネットと；上記ケーシングにおけるマグネットに近
接する位置に設けられ、該マグネットからの磁気を検出
する少なくとも一つの磁気センサーと；上記パイロット
圧力室にパイロット流体を供給するパイロット弁と；を
有することを特徴とする位置検出機能付きパイロット式
切換弁。 - 【請求項２】請求項１に記載の切換弁において、上記マ
グネットがピストンの外周に設けられると共に、上記磁
気センサーが、ケーシング内における上記ピストン室の
外周に近接する部分に設けられていることを特徴とする
もの。 - 【請求項３】請求項１に記載の切換弁において、上記ピ
ストンにおける弁部材との対向面に収容室が形成され、
この収容室内に上記マグネットがピストンの受圧面に近
接して位置するように取り付けられ、ケーシングにおけ
る該受圧面と対向する位置に上記磁気センサーが設けら
れていることを特徴とするもの。 - 【請求項４】請求項１から３の何れかに記載の切換弁に
おいて、該切換弁が、２つのピストンと２つのパイロッ
ト弁とを有するダブルパイロット式の切換弁であって、
２つのパイロット弁がケーシングの一端側に集中的に設
けられ、ケーシングの他端側において一方のピストンと
該ケーシングとに上記マグネットと磁気センサーとが設
けられていることを特徴とするもの。 - 【請求項５】請求項１から４までの何れかに記載の切換
弁において、上記マグネットを有するピストンと弁部材
とが一体に連結されていることを特徴とするもの。 - 【請求項６】請求項１から５までの何れかに記載の切換
弁において、上記磁気センサーが、マグネットからの磁
気をピストンの全ストロークにおいて検出可能なるよう
に設置されていて、マグネットの変移に伴う磁束密度の
変化からピストンの全動作位置を検出可能なるように構
成されていることを特徴とするもの。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19777899A JP3467213B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 位置検出機能付きパイロット式切換弁 |
| TW089209631U TW475682U (en) | 1999-07-12 | 2000-06-05 | Guiding switch valve with position detection |
| US09/593,490 US6220284B1 (en) | 1999-07-12 | 2000-06-14 | Pilot operated directional control valve having position detecting function |
| EP20000305300 EP1069318B1 (en) | 1999-07-12 | 2000-06-23 | Pilot operated directional control valve having position detecting function |
| DE60015020T DE60015020T2 (de) | 1999-07-12 | 2000-06-23 | Vorgesteuertes Wegeventil mit Lage-Erfassender Funktion |
| KR10-2000-0038843A KR100378436B1 (ko) | 1999-07-12 | 2000-07-07 | 위치검출기능을 가진 파일럿식 스위칭밸브 |
| CN00120492A CN1115495C (zh) | 1999-07-12 | 2000-07-12 | 带位置检测功能的先导式换向阀 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19777899A JP3467213B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 位置検出機能付きパイロット式切換弁 |
| US09/593,490 US6220284B1 (en) | 1999-07-12 | 2000-06-14 | Pilot operated directional control valve having position detecting function |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001027358A true JP2001027358A (ja) | 2001-01-30 |
| JP3467213B2 JP3467213B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=26510557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19777899A Expired - Lifetime JP3467213B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 位置検出機能付きパイロット式切換弁 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6220284B1 (ja) |
| EP (1) | EP1069318B1 (ja) |
| JP (1) | JP3467213B2 (ja) |
| CN (1) | CN1115495C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3696075B2 (ja) * | 2000-10-06 | 2005-09-14 | Ｓｍｃ株式会社 | 磁気センサー付き切換弁 |
| JP3637282B2 (ja) * | 2001-01-15 | 2005-04-13 | Ｓｍｃ株式会社 | 磁気センサ付き電磁弁 |
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| JP5938839B2 (ja) * | 2014-02-10 | 2016-06-22 | Smc株式会社 | 電磁パイロット式スプール弁 |
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