JPH01288683A - 電磁切換弁 - Google Patents

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】 １産業上の利用分野］ この発明は例えは弁本体に併設されたソレノイド部のコ
イルか交流励磁されて、流体の流路を切換えるスプール
を作動させる電磁切換弁、特に可動鉄心の作動に基づい
た電磁切換弁の作作動検出に関する。

［従来の技術］ 第５図は例えば従来の電磁切換弁の断面図を示し、１は
流体の流路を切換える弁本体、２は外部から電気信号を
供給するケーブルが接続される電装箱、旦は合成樹脂材
のケースに収納されるソレノイド部、４はコイル、５は
高透磁率で鉄損の小さいけい素鋼を用いたコイルフレー
ム、８は端子板、９はプラグ、１０はレセプタタル、１
１はコイル４の励磁に応動して流路を切換えるスプール
、１２はスプリング、１３は固定鉄心、１４はスプール
１１に連結されたブツシュピン、１５はコイル４の励磁
により作動する可動鉄心、１６は表示灯、２５はスプー
ル１１に押圧されて作動するマイクロスイッチ、２６は
弁本体１に併設されたケースである。

従来の電磁切換弁は上記のように構成され、電磁切換弁
は弁本体１に併設されたソレノイド部旦のコイル４を交
流励磁するため、外部からケーブルか弁本体１に載置さ
れた電装箱２の端子板８に接続され、プラグ９人らびに
レセプタクル１０を経でコイル４へ給電される。コイル
４が交流励磁されると唸り止めのシェーディングか施さ
れた固定鉄心１３に可動鉄心１５が吸引されスプール１
１が作動する。

従来Ｎ磁切換弁の作動表示は、ソレノイド部旦のコイル
４へ印加される交流電圧を端子板８に表示灯１６を設け
て行われている。しかし上記方法では端子板８に交流電
圧か印加されても、実際にコイル４か励磁されて電磁切
換弁が正しく作動することが確認できない。

従って電磁切換弁のコイル４へ交流電圧を印加したとき
の作動の確認には、弁本体１の一方のソレノイド部旦に
代わりマイクロスイッチ２５とカバー２６を設け、スプ
ール１１の端にブツシュピン１４を連結してマイクロス
イッチ２５と係合させる。コイル４が交流励磁されたと
き発生する磁界に基づく吸引力にてスプール１１が作動
し、連結されたブツシュピン１４はマイクロスイッチ２
５を押圧して作動させ、応−３＝ 動じた接点信号を電装箱２へ伝達し表示灯１６による作
動表示が行われている。

コイル４の励磁を止めるとスプール１１はスプリング１
２のばね力により復帰する。

また上記動作においてはスプール１１とマイクロスイッ
チ２５の作動に要するストロークは整合させなければな
らない。

［発明か解決しようとする課題］ 上記のような従来の電磁切換弁では、その作動表示はソ
レノイド部旦のコイル４へ印加される交流励磁電圧を、
端子板８に設けられた表示灯１６の点灯により行われて
いる。

しかし端子板８から供給される交流励磁電圧は配線過程
におりる接続不良やコイル４の断線などによりコイル４
を正しく励磁できず、また作動油中へ混入した異物によ
りスプール１１がスティックするなどによりスプール１
１が正しく作動しないことかある。

弁本体１にマイクロスイッチ２５を併設すると、電磁切
換弁の寸法か大きくなり設置のための占有面積が増加す
る。

スプール１１はマイクロスイッチ２５と機械的に係合し
て押圧するための充分なトルクならびにストロークの整
合性が要求されて電磁切換弁の作動か影響を受ける。

更にツレーノイド部旦は弁本体の一方のみに取付けられ
るので、電磁切換弁の切換制御は３位置から２位置と制
限されるという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、電磁切換弁は本来の作動ならびに寸法に影響を受け
ることなく、電磁切換弁の可動鉄心の作動による交番磁
界の発生する磁束に鎖交して誘起電圧を出力するピック
アップコイルを利用して、所定の切換動作が正しく検出
できる電磁切換弁を得ることを目的とする。

１課題を解決するための手段］ この発明に係る電磁切換弁は、ソレノイド部のコイルに
印加された励磁電圧により、交番磁界が発生する磁束に
鎖交して誘起電圧を出力するピックアップコイルと、ピ
ックアップコイル出力によりスプールの所定位置を検知
する検出回路を設けたものて′必る。

１作用］ この発明においては、電磁切換弁の作動に係るソレノイ
ド部のコイルに近接してピックアップコイルをまたピッ
クアップコイル出力に検出回路を設けたので、ピックア
ップコイルは励磁されたコイルによる交番磁界に基づい
た誘起電圧を出力し、可動鉄心の所定位置における上記
誘起電圧が検出回路にて検知できるので、可動鉄心の作
動が正しく検出され検出回路出力を報知することにより
電磁切換弁の正しい動作が把握できる。

上記作用は電磁切換弁の可動部に接触することなく非接
触にて行えるのでその作動および寸法に影響を与えない
。

またピックアップコイルの交番磁界に基づく誘起電圧は
周囲温度が変化しても安定できるので電磁切換弁の正し
い作動データが得られる。

−〇　− ［実施例］ この発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図でおり、 図において、１．２、旦、４．５．８．９．１０、′１
１．１２．１３．１４．１５．１６は上記従来の電磁切
換弁と同一であり、６は交流励磁されたコイル４による
交番磁界に基づいて誘起電圧を出力する高透磁率磁心に
巻回されたピックアップコイル、７はピックアップコイ
ル６の出力信号を検知する検出回路を示している。

上記のように構成された電磁切換弁においては、弁本体
１の側部にはソレノイド部旦か併設され、上部には電装
箱２が載置されている。

電磁切換弁の作動を制御する交流電源は、外部からケー
ブルを介して電装箱２の端子板８へ給電され、更に端子
板８からプラグ９およびレセプタクル１０を経てソレノ
イド部旦の中空円筒状をなすコイル４を励磁する。

コイル４の中空部の一部に固定鉄心１３が設けられ、こ
れと同心状に可動自在をなす可動鉄心１５が配設されて
いる。可動鉄心１５の一端はブツシュピン１４を介して
弁本体１内のスプール１１へ連結され、スプール１１は
通常スプリング１２のばね力によりノーマル位置に配置
されている。中空円筒状をなすコイル４が交流励磁され
ると交番磁界が発生し、高透磁率で鉄損の小さいけい素
鋼が用いられたコイルフレーム５ならびにコイル４の中
空部に配置された固定鉄心１３とこれに同心状に配設さ
れた可動鉄心１５は、コイル４励磁により磁気回路が形
成される。可動鉄心１５と固定鉄心１３か吸着されスプ
ール１１が作動して弁本体１内の流体の流路が切換えら
れる。同時に磁気回路の磁束分布が変化する。

コイル４の励磁を止めると磁界の発生か断たれ可動鉄心
１５即ちスプール１１はスプリング１２のばね力により
ノーマル位置へ復帰する。

合成樹脂材のケースに収納されるソレノイド部旦のコイ
ル４の端部に設けられたけい素鋼よりなるコイルフレー
ム５に近接し且つ上記磁気回路に係合して高透磁率の磁
心を有するピックアップコイル６が設けられる。

］イル４が交流励磁されるとコイルフレーム５を介して
発生する磁束にピックアップコイル６は鎖交し、高感度
に感応して可動鉄心１５の位置に応じた磁束分布により
誘起電圧を出力する。ピックアップコイル６出力はレセ
プタクル１０とプラグ９を経て電装箱２内に設けられた
検出回路７へへ九される。

また可動鉄心１５が作動して所定位置に達したときの検
出レベルを規定するしきい値を検出回路７へ人力すると
、ピックアップコイル６出力が上記しきい値の範囲内に
あるとき検出回路７は所定の出力を行い、検出回路７に
より電磁切換弁の所定の作動が正しく検出できる。電装
箱２内の検出回路７出力に表示灯１６を設けると電磁切
換弁の作動か適切に表示される。

また検出回路７出力信号を電装箱２から担当−〇　− 者へ遠隔伝送することにより、電磁切換弁の適格な作動
情報が伝達できて、電磁切換弁の異常発生が直ちに検出
され早期に対応が図れ、電磁切換弁は常時正常な状態に
維持できる。

第２図は検出回路の一例を示すブロック図であり、６．
７は上記実施例と同一で、２０は第１比較器、２１は第
２比較器、２２は第１比較器２０に用いられる第１しき
い値Ｆ１．２３は第２比較器２１に用いられる第２しき
い値Ｅ２．２４はＡＮＤ回路、２５は遅延回路である。

第３図は検出回路の動作の一例を示し、ソレノイド４が
励磁されて発生する磁束とピックアップコイル６か鎖交
してその誘起電圧が検出回路７に人力される。検出回路
７は上記誘起電圧がそれぞれ入力される第１比較器２０
および第２比較器２１とＡＮＤ回路２４よりなり、第１
比較器２０には第１しきい値Ｅ１２２が入力され、ピッ
クアップコイル６の出力レベルが第１しきい値Ｅ１２２
を超えると第１比較器２０は出力がオン状態となり、第
２比較器２１−　　′１０　− には第２しきい値［２２３但しＥ２　＞Ｅｌが入力され
、常時出力を発生しピックアップコイル６の出力レベル
か第２しきい値Ｅ２２３を超えると第２比較器２１の出
力はオフ状態になる。

従って、それぞれの出力はＡＮＤ回路２４を経て論理積
出力△Ｅが得られる。上記論理積出力ΔＦを遅延回路２
５を経て電磁切換弁作動によるスプール１１の所定位置
におけるピックアップコイル６出力と係合させ、且つこ
の信号にて表示灯１６を点灯させると検出回路７出力に
よりＩｌａ切換弁の所定の作動が正しく識別できる。

第４図はピックアップコイル作動の一例を示し、 ピックアップコイル６は高透磁率のけい素鋼板が用いら
れたコイルフレーム５に近接して磁　−気回路と係合さ
れその磁束と鎖交する位置に配置されてあり、コイル４
を交流励磁したとき可動鉄心１５と固定鉄心１３との吸
着により、可動鉄心１５が作動してピックアップコイル
６の誘起電圧が変化する。同時にスプール１１も正しく
作動して所定位置に保持される。このとき磁束密度は最
大になるか可動鉄心１５の動作によりピックアップコイ
ル６と鎖交する磁束も変化し、高透磁率磁心に巻回され
たコイルよりなるピックアップコイル６の誘起電圧は過
度応答を示し、時間の経過に従いスプール１１か保持さ
れたとき誘起電圧はＥｏに達しこの値が持続される。

検出回路７において第１しきい値Ｅ１２２および第２し
きい値Ｅ２２３に調整して、上記所定レベルＦｏに対応
した値に検出範囲を設定すると、可動鉄心１５の所定の
動作が正しく検出できる。

更にピックアップコイル６をコイルフレーム５に近接し
て複数配設しそれぞれの出力を加算接続すると磁束変化
を一層感度よく検出できる。

コイル４が励磁されても可動鉄心１５か所定通り作動し
ないときは、ピックアップコイル６は適正な磁束の検出
を行わずその出力は所定レベルＥｏと異った値となるの
で、検出回路７のしきい値と整合しないので正しい出力
を発生しない。

ピックアップコイル６は誘導出力を発生するので、電磁
切換弁の作動により温度が上昇しても、周囲温度の広い
範囲に亙り安定した出力が得られる。

ピックアップコイル６の誘起電圧Ｆは ［：：＝ＫｆＮＳＢｍ。

Ｋ：常数、ｆ：周波数、Ｓ：磁心の有効断面積、Ｂｍ：
最大磁束密度、Ｎ：コイル巻数、上記のとおりピックア
ップコイル６の誘起電圧は磁束の大いさに従うので、可
動鉄心１５の作動時に鎖交する磁束に対応した正しいレ
ベルの信号が得られる。このときの吸引力はＦ＝Ｋｏ　
Ｂｒｎ２・Ｓ　（１−ＣＯ８２ωｔ）、Ｋｏ：常数、ω
：角周波数、 電源周波数の２倍の周波数で脈動し開音が発生するかく
ま取りコイルなどを設けて吸着力の脈動を小さくできる
。

上記のとあり可動鉄心１５の動作とビックアツブコイル
６出力とは互いに対応できるので、この出力を監視する
ことにより電磁切換弁の動作が正しく把握できる。

本発明は電磁切換弁のコイル励磁電圧による作動表示に
おける、ソレノイド部旦のコイル４への接続不良やコイ
ル４の断線または作動油中への異物混入によるスプール
１１の作動のスティックなどが発生すると、励磁電圧か
印加され表示灯１６が点灯しても電磁切換弁は正しく作
動しないことがあるのと異なり、可動鉄心１５またはこ
れに連結されたスプール１１の作動が直接検出されるの
で、電磁切換弁による流路の切換動作が正しく把握でき
る。

コイル４の励磁とピックアップコイル６の誘起電圧が整
合しないときの異常発生時の情報伝達は、警報器や表示
灯１６などを用いて迅速に行えるので、常に電磁切換弁
が正常な動作を行うように維持管理できる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、電磁切換弁を作動させ
るソレノイド部のコイル端部に磁束と鎖交するピックア
ップコイルを配設しその出力に検出回路を設ける簡単な
構造により、電磁切換弁はコイル４を励磁し発生する交
番磁界の磁束により可動鉄心に吸引力か作用し、同時に
ピックアップコイルも上記磁束の変化に鎖交して出力す
るので、ピックアップコイル出力としきい値が加えられ
る検出回路出力を監視覆ることによりスプールの作動即
ち電磁切換弁の作動か正しく検知できる。

ピックアップコイルの誘起電圧は周囲温度の広い１囲に
Ｎり安定てきるので上記検出動作は正しく行われる。

電磁切換弁の本来の作動ならびに寸法は何等影響を受け
ることなく、異常動作か発生し１：ときは迅速に検知し
報知されるので、Ｎ磁切換弁は常時正常な動作を行うよ
う維持管理できるという効果か必る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は検
出回路の一例を示すブロック図、第３図は検出回路の動
作の一例、第４図はピックアップコイル動作の一例、第
５図は従来の電磁切換弁の断面図である。 図において、１は弁本体、２はＮ装箱、旦はソレノイド
部、４はコイル、５（まコイルフレーム、６はピックア
ップコイル、７は検出回路、８は端子板、９はプラグ、
１０はレセプタタル、１１はスプール、１２はスプリン
グ、１３は固定鉄心、１４はプツシ１ピン、１５は可！
ｔｌ鉄心、１６は表示灯である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人　　　株式会社　東京計器 第３図 小

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　弁本体に併設されたソレノイド部のコイルへ交流励磁
   電圧を印加して可動鉄心を作動させ流体の流路の切換え
   を行う電磁切換弁において、印加された励磁電圧による
   交番磁界の発生する磁束と鎖交して誘起電圧を出力する
   ピックアップコイルと、 上記ピックアップコイル出力より上記可動鉄心の所定位
   置を識別する検出回路とを備え可動鉄心の作動を検出す
   ることを特徴とする電磁切換弁。