JP3635362B2

JP3635362B2 - 電磁弁の位置センサ

Info

Publication number: JP3635362B2
Application number: JP33870496A
Authority: JP
Inventors: 治巳仙田; 恒樹丸田
Original assignee: 三明電機株式会社
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: JPH10177918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ソレノイドによって作動される電磁弁の位置センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にソレノイドによって作動される電磁弁は、電磁弁のスプールをソレノイドの可動プランジャで作動させることによって、油圧流路口を開閉させて油圧を流通させるように構成されている。そしてソレノイドは、ケース内に配設される固定磁極と、固定磁極に対して接近・離隔すように摺動可能に配設される可動プランジャと、を有し、可動プランジャはケース内に配設されるコイルが通電されることによって移動され、可動プランジャに接続されたスプールを移動させるように構成されている。油圧の流量は、このスプールの位置によって調整されるため、スプールの位置を検出する必要があり、特に比例ソレノイドの場合には、スプールの原点と出力電圧の０を合わせたり、また、スプールの位置を一定に保つように出力電圧が制御されることになる。そのため、従来からスプールの位置を検出する位置センサが可動プランジャに接続されて取り付けられていた。
【０００３】
従来の位置センサ１１は差動トランスとして形成され、図９に示されるように、ソレノイド２１のキャップ２２後端面に取り付けられる外周ケース１２と、可動プランジャ２３のピン２４に接続されたピン状のコア１３と、コア１３の外周回りに配設され外周ケース１２内に収納されるボビン１４及びボビン１４に巻回されるコイル１５と、を有し、ボビン１４内をコア１３が軸心に沿って往復移動するように構成されていた。そして、ボビン１４の位置調整をするための調整ねじ１６がロックナット１７にロックされて、コア１３の軸心方向に対して外周ケース１２の外からケース内に向かって取り付けられ、キャップ１８を介してボビン１４を移動させるように構成されていた。この調整ねじ１６は、コイル１５とコア１３の原点位置の調整を行うために配設されるものである。また、ソレノイド２１のキャップ２２とボビン１４との間には、ボビン１４を調整ねじ１６側に付勢するばね１９が配設されている。この位置センサ１１は、スプールの機械的原点と差動トランスの電気的な原点を自由に合わせることができるので電気的な調整が容易である。
【０００４】
また、図１０に示される位置センサ（差動トランス）２５は、図９に示されるものに対して調整ねじ部が異なる。コア２６は、可動プランジャ２３のピン２４に螺合され、定位置に固定されたコイル１５に対して移動調整される。そして、ケース１２内右端からボビン１４との間にボビン１４をソレノイド２１側に付勢するばね２７が配設されている。この位置センサ２５は、コイル１５が定位置にあるため温度特性上の出力誤差が少ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図９に示される従来の位置センサ１１は、ボビン１４を位置センサ１１の右方から左方に向かって押圧支持し、ケース１２を、ケース１２左端で支持しているため、電磁弁の作動中、ボビン１４がソレノイド２１側に膨張し、ケース１２が反ソレノイド側に膨張する際、ボビン１４とケース１２の材質の違いによりその伸びに時間差が生じるため、コイル１５とコア１３の原点がずれ出力特性の誤差が生じてしまい、電磁弁の性能を悪化させる。
【０００６】
また、図１０に示される位置センサ２５は、調整ねじ部がソレノイド２１内にあるため、原点調整時には位置センサ（差動トランス）２５の外周ケース１２を外さなければならず、原点調整作業に時間がかかる。
【０００７】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、ボビンとケースの熱膨張を同方向にするように構成することによって、急激な温度変化でも原点に誤差を生じることのないようにするとともに、原点の位置調整を容易に行なうことのできる電磁弁の位置センサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる電磁弁の位置センサでは、上記の課題を解決するために以下のように構成するものである。すなわち、
固定磁極、前記固定磁極に対して接近・離隔する方向に摺動可能に配設される可動プランジャとを有するソレノイドと、前記ソレノイドによって作動されるスプールを含む電磁弁に配設され、前記スプールの位置を検出するための電磁弁の位置センサであって、
電磁弁の弁体端面あるいはソレノイド端面に配設される外周ケースと、前記スプールとともに移動可能なコアと、前記外周ケース内に位置調整可能に配置されるとともに、前記コアの外周回りに配設されるボビン、前記ボビンに巻回されるコイルと、前記外周ケースの膨張方向と同方向に前記ボビンを押圧して、前記コイルの位置調整を可能するように配置される位置調整手段と、を備え、
前記位置調整手段が、前記コイルのコア挿入側に配置されるとともに前記ボビンを押圧する押圧部材と、前記外周ケースの軸心と直交する方向に貫通して配置されるとともに、前記押圧部材に前記ボビンの押圧力を供与する作用部材と、を備えて構成されることを特徴とするものである。
【０００９】
また好ましくは、前記押圧部材が略Ｗ形の板ばね状に形成され、前記作用部材が調整ねじ部を有して形成されることを特徴とするものであればよい。
【００１０】
また、前記押圧部材が楔状に形成され、前記作用部材が調整ねじ部を有して形成されることを特徴とするものであってもよい。
【００１１】
さらに、前記押圧部材がカム状に形成され、前記作用部材がカム状押圧部材を回転する軸部を有して形成されることを特徴とするものであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、電磁弁１の全体を示すものであり、スプール２が摺動可能に配設される弁体３と、弁体３の端面に取り付けられる比例ソレノイド（以下、ソレノイドという）４と、ソレノイドの端面に取り付けられる位置センサ（差動トランス）５と、を備えて構成されている。ソレノイド４には、円筒ヨーク４１内にボビン４２と、ボビン４２に巻回されるコイル４３が配設され、ボビン４２内に比例ソレノイドとしての役割を果たす水平特性部を有する固定磁極４４と、固定磁極４４に対して接近・離隔する方向にパイプを介して摺動可能に可動プランジャ４５と、が配設されている。可動プランジャ４５には、固定磁極４４を貫通して、スプール２に接続されるピン４６と、可動プランジャの後方（図１中、右方向）に延設されコア部４７ａを有するコアピン４７と、が配設されている。また、円筒ヨーク４１の後方端面にコアピン４７が貫通されるソレノイドキャップ４８が取り付けられ、コアピン４７の外周回りを、ソレノイドキャップ４８内からコアピン４７の後端面より延設する位置まで、パイプ４９が配設されている。パイプ４９の後端面にはストッパ４９ａが固着されている。このパイプ４９は、ソレノイド４に流入された油が位置センサ５内に漏れることのないように後端面は閉口されている。
【００１４】
ソレノイドキャップ４８の端面に取り付けられる位置センサ５は、リード線を保護するプラグを有して円筒状に形成される外周ケース５１と、前記パイプ４９の外周面に嵌合するボビン５２と、ボビン５２の外周を巻回するコイル５３と、ソレノイドキャップ４８の後端面とボビン５２の前端面との間に配設されるボビン押圧部材５４と、押圧部材５４をケース５１の外方から作用させる作用部材５５と、を有して構成され、さらに、パイプ４９の後端部には、フランジ部を有して形成されるキャップ５７が嵌められ、キャップ５７のフランジ部とケース５１の後部内端面との間にコイルばね５８がボビン５２をソレノイド４側に付勢するように配設されている。
【００１５】
本形態における押圧部材５４は、図２〜４に示されるように、上面が作用部材５５に押圧される当接面５４ａ、中央部がボビン５２の前端面を押圧する押圧部５４ｂを有して断面が略Ｗ状板ばねに形成され、側面視において縦方向にパイプ４９（内部にコア部４７ａが配設されている）が挿通される長穴部５４ｃが形成されている（図４参照）。押圧部材５４は後部において押圧部５４ｂがボビン５２の前端面に当接され、前部（図２中、左側）においてソレノイド４８の後端面（図１中、右方）に形成される溝４８ａに挿入され、横方向の移動を規制されるように配置されている。作用部材５５は押圧部材５４の上方に位置され、ケース５１に形成される雌ねじ５１ａに螺合する雄ねじ５５ａ、下面に押圧部材の当接面５４ａを押圧する当接面５５ｂを、有する調整ねじとして形成されている。そして作用部材５５はナット５６によってロックされる。
【００１６】
従って、ナット５６を緩めて、作用部材５５を回転させて下方に移動させることによって、押圧部材５４が上下方向に撓み、中央部の押圧部５４ｂがボビン５２を押圧し右方向に移動させることになる（図３参照）。
【００１７】
別の形態における押圧部材６４は、図５〜６に示されるように、右上から左下に傾斜面を有する主楔部材６５と副楔部材６６から構成される。主楔部材６５は外周ケース５１内に嵌合される円柱状に形成され、上面中央部軸方向に形成され副楔部材６６が嵌入されるガイド部６５ａと、ガイド部６５ａ内で右上から左下にかけて傾斜される傾斜面６５ｂと、後面にボビン５２を押圧する押圧部６５ｃ、パイプ４９が挿通される穴６５ｄと、を有して形成され、押圧部６５ｃがボビン５２の前端面に当接するように配置されている。副楔部材６６は、主楔部材６５のガイド部６５ａに嵌入され、上面に作用部材６７が当接される当接面６６ａと、下面に主楔部材６５の傾斜面６５ｂに対向する傾斜面６６ｂと、パイプ４９が挿通される切欠穴６６ｃと、を有して側面視矩形に形成され、副楔部材６６の前端面がキャップ４８の後端面に当接するように配置されている。また、作用部材６７は押圧部材６４の上方に位置され、ケース５１に形成される雌ねじ５１ａに螺合する雄ねじ６７ａ、下面に副楔部材６６の当接面６６ａを押圧する押圧面６７ｂを、有する調整ねじとして形成されている。そして、作用部材６７はナット６８によってロックされる。
【００１８】
従って、ナット６８を緩めて、作用部材６７を回転させて下方に移動させることによって、副楔部材６６の傾斜面６６ｂが、主楔部材６５の傾斜面６５ａ上を下方に摺動しようとするため、主楔部材６５の押圧部６５ｂがボビン５２を押圧し右方向に移動させることになる（図６参照）。
【００１９】
さらに別の形態における押圧部材７４は、図７〜８に示されるように、平面視円形のカム形状に形成され、作用部材７５は、カム形状の押圧部材７４の中心に対して偏心位置に軸部７５ａが固定され、ケース５１に形成される雌ねじ５１ａ螺合する雄ねじ７５ｂを有する調整ねじとして形成されている。そして作用部材７５はナット７６でロックされる。押圧部材のカム面７４ａはボビン５２の前端面に当接状態にある。なお、この形態の場合、作用部材７５は、ケース５１に対して上下方向に移動が規制されず、ケース５１に対して回転可能に配置されていれば、特に雄ねじが形成されていなくてもよい。
【００２０】
従って、押圧部材７４のカム面７４ａが作用部材７５との距離の最短位置でボビン５２の前端面に当接している状態から、ナット７６を緩めて作用部材７５を回転させれば、ボビン５２は押圧され右方向に移動されることになる（図８参照）。
【００２１】
このように構成される電磁弁１は、まず、スプール２と位置センサ５のコイル５３との原点合わせが行なわれる。原点合わせは、上述の各形態で説明したように、外周ケース５１の外方に配置される位置センサ５の作用部材５５（６７、７５）を回転させ押圧部材５４（６４、７４）をボビン５２に押圧させることによって調整される。原点合わせが行なわれた後、ソレノイド４のコイル４３が通電されると円筒ヨーク４１と、固定磁極４４、可動プランジャ４５との間に磁束が発生し、可動プランジャ４５を固定磁極４４に接近する方向に移動させ弁体３内のスプール２を移動させ油圧流路を開く。一方、可動プランジャ４５に接続されるコアピン４７も可動プランジャ４５と共に移動され、コア部４７ａが位置センサ５のコイル５３に対して移動される。コアピン４７のコア部４７ａとコイル５３との位置関係、つまりスプール２とコイル５３との原点合わせがされているので、移動する前の移動量は０に設定されている。コア部４７ａ（スプール２）の移動量は電気的に制御され、その移動量に相当する電圧をソレノイド４に出力することになる。
【００２２】
このように電磁弁１が作動されている間、位置センサ５においては、各部からの温度上昇により、外周ケース５１がソレノイドキャップ４８を基点にして右方向に膨張し、ボビン５２が押圧部材５４を基点にして右方向に膨張する。コアピン４７のコア部４７ａも外周ケース５１と同様に右方向に膨張するので、コイル５３との寸法の誤差は極めて生じにくい。
【００２３】
なお、本形態においては、位置センサ５がソレノイド４のソレノイドキャップ４８に取り付けられて構成されているが、これに限るものではなく、例えば、パイロット弁のように、位置センサつまり差動トランスがスプールに直接接続されるものにも対応できる。この場合においては、位置センサ５の外周ケース５１をスプールが配設されている弁体の後端面に取り付け、位置センサ５のボビン５２を押圧する押圧部材５４（６４、７４）と作用部材５５（６７、７５）は、該弁体の後端面とボビン５２の前端面に上記形態と同様に配置すればよい。
【００２４】
さらに、押圧部材、作用部材も、上記形態に限るものではない。
【００２５】
【発明の効果】
上記のように、本発明の電磁石の位置センサは、電磁弁の弁体端面あるいはソレノイド端面に配設される外周ケースと、電磁弁のスプールとともに移動可能なコアと、前記外周ケース内に位置調整可能に配置されるとともに、前記コアの外周回りに配設されるボビン、前記ボビンに巻回されるコイルと、前記外周ケースの膨張方向と同方向に前記ボビンを押圧して、前記コイルの位置調整を可能するように配置される位置調整手段と、を備えている。
【００２６】
前記位置調整手段が、前記コイルのコア挿入側に配置されるとともに前記ボビンを押圧する押圧部材と、前記外周ケースの軸心と直交する方向に貫通して配置されるとともに、前記押圧部材に前記ボビンの押圧力を供与する作用部材と、を備えて構成されるため、前記外周ケースと前記位置センサのボビンの温度変化による膨張が同方向で行なわれるため、原点に影響を与えることがなく、安定した性能が保たれる。
【００２７】
また、前記押圧部材が略Ｗ形の板ばね状に形成され、前記作用部材が調整ねじ部を有して形成されていれば、原点合わせを容易に行なうことができる。
【００２８】
さらに、前記押圧部材が、楔状に形成され、前記作用部材が調整ねじ部を有して形成されていれば、原点合わせをように行なうことができる。
【００２９】
また、前記押圧部材が、カム状に形成され、前記作用部材がカム状押圧部材を回転する軸部を有して形成されていれば、原点合わせを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電磁弁を示す一部断面図
【図２】図１における押圧部材と作用部材の一形態を示す図
【図３】図２における押圧部材が作用された状態を示す図
【図４】図２におけるＡ矢視図
【図５】図１における押圧部材と作用部材の別の形態を示す図
【図６】図５における押圧部材が作用された状態を示す図
【図７】図１における押圧部材と作用部材のさらに別の形態を示す図
【図８】図７における押圧部材が作用された状態を示す図
【図９】従来の一形態の位置センサを示す図
【図１０】従来の別の形態の位置センサを示す図
【符号の説明】
１…電磁弁
２…スプール
３…弁体
４…ソレノイド
５…位置センサ
４４…固定磁極
４５…可動プランジャ
４７…コアピン
４７ａ…コア部（コア）
４８…ソレノイドキャップ
５１…外周ケース
５２…ボビン
５３…コイル
５４、６４、７４…押圧部材（位置調整手段）
５５、６７、７５…作用部材（位置調整手段）

Claims

固定磁極、前記固定磁極に対して接近・離隔する方向に摺動可能に配設される可動プランジャとを有するソレノイドと、前記ソレノイドによって作動されるスプールと、を含む電磁弁に配設され、前記スプールの位置を検出するための電磁弁の位置センサであって、
電磁弁の弁体端面あるいはソレノイド端面に配設される外周ケースと、前記スプールとともに移動可能なコアと、前記外周ケース内に位置調整可能に配置されるとともに、前記コアの外周回りに配設されるボビン、前記ボビンに巻回されるコイルと、前記外周ケースの膨張方向と同方向に前記ボビンを押圧して、前記コイルの位置調整を可能するように配置される位置調整手段と、を備え、
前記位置調整手段が、前記コイルのコア挿入側に配置されるとともに前記ボビンを押圧する押圧部材と、前記外周ケースの軸心と直交する方向に貫通して配置されるとともに、前記押圧部材に前記ボビンの押圧力を供与する作用部材と、を備えて構成されることを特徴とする電磁弁の位置センサ。
前記押圧部材が略Ｗ形の板ばね状に形成され、前記作用部材が調整ねじ部を有して形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁弁の位置センサ。
前記押圧部材が楔状に形成され、前記作用部材が調整ねじ部を有して形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁弁の位置センサ。
前記押圧部材がカム状に形成され、前記作用部材がカム状押圧部材を回転する軸部を有して形成されることを特徴とする請求項１記載の電磁弁の位置センサ。