WO2017051584A1 - スプール弁位置検出装置 - Google Patents
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- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
Definitions
- the present invention relates to a spool valve position detecting device for detecting the position of a spool valve.
- JP09-303328A describes a spool valve position detection device using a differential transformer to detect the position of a spool slidably accommodated in the valve device.
- An object of the present invention is to provide a compact spool valve position detection device.
- a spool valve position detecting device for detecting a position of a spool valve slidably accommodated in a housing, the magnet being incorporated in the spool valve, and the magnet facing the magnet. And a detector that is attached to the housing, and the detector detects a change in the magnetic field that changes in accordance with the displacement of the spool valve, thereby outputting a signal corresponding to the position of the spool valve.
- a spool valve position detecting device is provided.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a valve device provided with a spool valve position detection device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged view showing an enlarged portion of the spool valve position detecting device of FIG.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of the spool valve position detecting device according to the embodiment of the present invention.
- the spool valve position detection device 100 is provided in the valve device 1 including the spool valve 20, and detects the position and displacement of the spool valve 20.
- valve device 1 provided with the spool valve position detection device 100 will be described with reference to FIG.
- the valve device 1 is connected to a tank (not shown) that stores hydraulic oil (working fluid), a pump (not shown) that pressurizes the hydraulic oil, and an actuator (not shown) such as a hydraulic cylinder that is driven by the hydraulic oil.
- the actuator drive is controlled by switching between oil supply and discharge.
- the valve device 1 includes a spool valve 20 that switches between supply and discharge of hydraulic oil to and from an actuator as it moves in the axial direction, and a block-shaped housing 2 having a spool hole 3 into which the spool valve 20 is slidably inserted.
- a pilot chamber (not shown) in which one end of the spool valve 20 faces to guide the pilot pressure
- a centering spring (not shown) that is housed in the pilot chamber and that exerts a biasing force that holds the spool valve 20 in a neutral position to be described later
- a pilot chamber 9 in which the other end of the valve 20 faces and the pilot pressure is guided.
- a supply / discharge passage 5 communicating with the actuator, a supply passage 4 communicating with the pump, and a discharge passage 6 communicating with the tank are formed.
- the pilot chamber 9 is defined inside a bottomed cylindrical cap 10 that is fixed to the housing 2 so as to surround the open end of the spool hole 3.
- a pilot pressure introducing hole 10 a is formed in the cap 10 for guiding the pilot pressure into the pilot chamber 9.
- the spool valve 20 includes a spool body 21 provided with an annular groove 21a, and a holding portion 22 that is screwed to the end surface 21b of the spool body 21 on the pilot chamber 9 side.
- the holding portion 22 is provided with an end surface 22 a that faces the bottom surface 10 b of the cap 10.
- the spool valve 20 moves to the first switching position where the end surface 22a contacts the bottom surface 10b inside the cap 10 by the pilot pressure ( The state shown in FIG. That is, the bottom surface 10b functions as a restricting portion that restricts movement of the spool valve 20, and the end surface 22a functions as a contact surface that contacts the restricting portion.
- the spool valve position detection device 100 includes an annular magnet 24 incorporated in the spool valve 20 and a magnetic sensor 30 that is disposed to face the magnet 24 and is attached to the cap 10.
- the magnet 24 has an N pole 24a and an S pole 24b, and is incorporated in the spool valve 20 so that the N pole 24a and the S pole 24b are arranged side by side in the axial direction of the spool valve 20. Further, the axis of the magnet 24 coincides with the axis of the spool valve 20, and in particular, the outer diameter of the magnet 24 is set to be concentric with the outer diameter of the spool valve 20. As shown in FIG. 2, a magnetic field M from the N pole 24 a toward the S pole 24 b is formed around the magnet 24.
- the magnetic sensor 30 includes a Hall element 31 as a detection unit that detects the magnetic field M generated by the magnet 24 using the Hall effect, an amplifier substrate 32 that is connected to the Hall element 31 and amplifies the output of the Hall element 31; Have The magnetic sensor 30 is fixed to the cap 10 so that the Hall element 31 is disposed to face the outer peripheral surface of the magnet 24.
- the holding portion 22 of the spool valve 20 has a cylindrical main body portion 22 c that is inserted through the magnet 24, and has an outer diameter larger than that of the main body portion 22 c and provided on the end surface 22 a side of the main body portion 22 c. And a screw portion 22d provided on the opposite side of the main body portion 22c from the flange portion 22b. Further, a first step portion 22e is formed between the main body portion 22c and the flange portion 22b, and a second step portion 22f is formed between the main body portion 22c and the screw portion 22d. When the holding portion 22 is screwed into the spool main body 21 via the screw portion 22d, the second step portion 22f comes into contact with the end surface 21b, and the position of the holding portion 22 with respect to the spool main body portion 21 is defined.
- the main body portion 22c is provided with a buffer material 25 formed of an elastically deformable member, a magnet 24, and a spacer 26 formed of a nonmagnetic material in order from the flange portion 22b side.
- a buffer material 25 formed of an elastically deformable member
- a magnet 24 and a spacer 26 formed of a nonmagnetic material in order from the flange portion 22b side.
- the tightening force when the holding portion 22 and the spool body portion 21 are coupled is received by the second step portion 22f and the end surface 21b, and is absorbed by the cushioning material 25.
- the magnet 24 is incorporated in the spool valve 20, the magnet 24 is prevented from being damaged by the tightening force. Further, the magnet 24 is held at a predetermined position by the restoring force of the buffer material 25.
- the magnet 24 is disposed on the spool body 21 side with respect to the end surface 22a contacting the bottom surface 10b together with the buffer material 25 and the spacer 26. For this reason, even when the movement of the spool valve 20 is restricted, the magnet 24 does not directly contact the bottom surface 10b. As a result, the magnet 24 can be prevented from being damaged.
- the magnetic field M generated by the magnet 24 incorporated in the spool valve 20 moves in the axial direction as the spool valve 20 moves. That is, the strength and direction of the magnetic field M that passes through the Hall element 31 disposed to face the magnet 24 change according to the movement of the spool valve 20. For this reason, it is possible to grasp the position and displacement of the spool valve 20 from the output of the Hall element 31 that changes depending on the strength and direction of the magnetic field M.
- the outer diameter of the magnet 24 is concentric with the outer diameter of the spool valve 20
- the distance between the hall element 31 and the magnet 24 in the radial direction of the spool valve 20 changes. do not do. For this reason, even when the spool valve 20 rotates, the position and displacement amount of the spool valve 20 can be accurately grasped from the output of the hall element 31.
- the communication opening degree between the supply / discharge passage 5 and the supply passage 4 and the communication opening degree between the supply / discharge passage 5 and the discharge passage 6 are grasped.
- the flow rate of the working fluid supplied to and discharged from the actuator through 1 can be estimated.
- the position of the spool valve 20 is detected by the magnet 24 incorporated in the spool valve 20 and the magnetic sensor 30 disposed opposite to the magnet 24.
- the portion protruding to the outside of the valve device 1 becomes small.
- the overall size of the valve device 1 can be reduced. As a result, the degree of freedom of the attachment position of the valve device 1 can be improved.
- the Hall element 31 and the amplifier substrate 32 are built in the magnetic sensor 30 attached to the cap 10.
- the Hall element 31 and the amplifier substrate 32 may be embedded in the cap 10.
- the Hall element 31 is arranged so as to face the magnet 24.
- the cap 10 is formed of a nonmagnetic material so as not to disturb the magnetic field M generated by the magnet 24.
- the cap 10 is formed as a separate member from the housing 2. Instead of this configuration, part or all of the cap 10 may be formed integrally with the housing 2.
- the magnetic sensor 30 is disposed so as to face the outer peripheral surface of the annular magnet 24.
- a magnet 24 formed in a columnar shape is incorporated in the spool valve 20 so that its axis coincides with the axis of the spool valve 20, and the magnetic sensor 30 is magnetized. It is good also as a structure arrange
- the magnet 24 is arranged such that the N pole 24 a and the S pole 24 b are arranged in the axial direction of the spool valve 20 in the accommodation hole 22 g opened in the end surface 22 a of the holding portion 22. Is housed in.
- a cushioning material 25 formed of an elastically deformable member is disposed on the bottom surface side of the accommodation hole 22g.
- the magnet 24 is fixed in the accommodation hole 22g by assembling the snap ring 27 to the opening end of the accommodation hole 22g in a state where the magnet 24 and the cushioning material 25 are pressed toward the bottom surface.
- the magnetic sensor 30 is disposed so as to face one end surface of the magnet 24 on the S pole 24b side.
- a pilot pressure introduction hole 10 a that guides the pilot pressure into the pilot chamber 9 is formed in the cap 10, avoiding the position where the magnetic sensor 30 is disposed.
- the position of the spool valve 20 is detected by the magnet 24 incorporated in the spool valve 20 and the magnetic sensor 30 disposed opposite to the magnet 24, as in the above embodiment.
- the spool valve position detection device 100 that is made compact is used, the portion protruding to the outside of the valve device 1 is reduced, and thus the size of the entire valve device 1 can be reduced.
- the end surface 22 a that contacts the bottom surface 10 b is provided on the outer peripheral side of the magnet 24 and is provided so as to protrude in the axial direction from the magnet 24. For this reason, even when the movement of the spool valve 20 is restricted, the magnet 24 does not directly contact the bottom surface 10b. As a result, the magnet 24 can be prevented from being damaged.
- the magnetic field M passing through the hall element 31 does not change even if the spool valve 20 rotates. For this reason, even when the spool valve 20 rotates, the position and displacement amount of the spool valve 20 can be accurately grasped from the output of the hall element 31.
- the Hall element 31 and the amplifier substrate 32 are built in the magnetic sensor 30 attached to the cap 10.
- the Hall element 31 and the amplifier substrate 32 may be embedded in the cap 10.
- the magnet 24 may be directly fixed to the spool main body 21 without using the holding unit 22.
- the magnet 24 has the N pole 24a provided that the N pole 24a and the S pole 24b are incorporated in the spool valve 20 so as to be arranged in the axial direction of the spool valve 20. Any of the S pole 24b and the S pole 24b may be disposed on the end face 22a side.
- the spool valve position detection device 100 includes a magnet 24 incorporated in the spool valve 20, and a hall element 31 that is disposed opposite to the magnet 24 and attached to the cap 10, and the hall element 31 is a displacement of the spool valve 20.
- a signal corresponding to the position of the spool valve 20 is output by detecting a change in the magnetic field M that changes in response to.
- the position of the spool valve 20 is detected by the magnet 24 incorporated in the spool valve 20 and the hall element 31 disposed opposite to the magnet 24.
- the spool valve position detection device 100 that is made compact is used, the portion protruding to the outside of the valve device 1 becomes small.
- the overall size of the valve device 1 can be reduced. As a result, the degree of freedom of the attachment position of the valve device 1 can be improved.
- the spool valve 20 has a spool body 21 and a holding part 22 that holds the magnet 24 and is coupled to the spool body 21, and the cap 10 has a bottom surface 10 b that restricts the movement of the spool valve 20.
- the holding portion 22 has an end surface 22a that contacts the bottom surface 10b when the spool valve 20 is most displaced.
- the spool valve position detecting device 100 can be provided in the valve device 1 without impairing the function of regulating the movement of the spool valve 20.
- the magnet 24 is formed in an annular shape, and is incorporated in the spool valve 20 so that the shaft center coincides with the shaft center of the spool valve 20, and the Hall element 31 is disposed so as to face the outer peripheral surface of the magnet 24.
- the magnet 24 is incorporated in the spool valve 20 so that the axis of the magnet 24 coincides with the axis of the spool valve 20. For this reason, even if the spool valve 20 rotates, the distance between the hall element 31 and the magnet 24 in the radial direction of the spool valve 20 does not change. As a result, even when the spool valve 20 rotates, the position and displacement amount of the spool valve 20 can be accurately grasped from the output of the hall element 31.
- the magnet 24 is disposed closer to the spool body 21 than the end surface 22a that contacts the bottom surface 10b.
- the magnet 24 is disposed closer to the spool body 21 than the end face 22a. For this reason, the magnet 24 does not directly contact the bottom surface 10b. Thus, even when the movement of the spool valve 20 is restricted, the magnet 24 does not come into contact with other members. As a result, the magnet 24 can be prevented from being damaged.
- the magnet 24 is formed in a columnar shape, and is incorporated in the spool valve 20 so that its axis coincides with the axis of the spool valve 20, and the Hall element 31 is disposed on an extension line of the axis of the magnet 24. .
- the magnet 24 and the hall element 31 are arranged so that the axis of the magnet 24 and the axis of the hall element 31 coincide. For this reason, even if the spool valve 20 rotates, the magnetic field M passing through the Hall element 31 does not change. As a result, even when the spool valve 20 rotates, the position and displacement amount of the spool valve 20 can be accurately grasped from the output of the hall element 31.
- the end surface 22 a that comes into contact with the bottom surface 10 b is provided on the outer peripheral side with respect to the magnet 24, and is provided so as to protrude in the axial direction from the magnet 24.
- the end surface 22 a that contacts the bottom surface 10 b is provided so as to protrude in the axial direction from the magnet 24. For this reason, the magnet 24 does not directly contact the bottom surface 10b. Thus, even when the movement of the spool valve 20 is restricted, the magnet 24 does not come into contact with other members. As a result, the magnet 24 can be prevented from being damaged.
- the magnetic sensor 30 has a Hall element 31 disposed to face the magnet 24.
- the position of the spool valve 20 is detected by the magnet 24 incorporated in the spool valve 20 and the hall element 31 disposed facing the magnet 24.
- the spool valve position detection device 100 that is made compact is used, the portion protruding to the outside of the valve device 1 is reduced, and thus the size of the entire valve device 1 can be reduced.
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Abstract
スプール弁位置検出装置１００は、スプール弁２０に組み込まれる磁石２４と、磁石２４に対向して配置され、キャップ１０に取り付けられるホール素子３１と、を備える。ホール素子３１は、スプール弁２０の変位に応じて変化する磁界Ｍの変化を検出することによって、スプール弁２０の位置に応じた信号を出力する。
Description
本発明は、スプール弁の位置を検出するスプール弁位置検出装置に関するものである。
ＪＰ０９－３０３３２８Ａには、弁装置に摺動自在に収容されるスプールの位置を検出するために差動変圧器を用いたスプール弁位置検出装置が記載されている。
ＪＰ０９－３０３３２８Ａに記載のスプール弁位置検出装置では、検出装置を構成する複数のコイルが弁装置から突き出た状態で設けられる。このため、弁装置全体の寸法が大きくなり、弁装置を所望の位置に取り付けることができなくなったり、弁装置の取り付け位置が制限されたりするおそれがある。
本発明は、コンパクトなスプール弁位置検出装置を提供することを目的とする。
本発明のある態様によれば、ハウジング内に摺動自在に収容されるスプール弁の位置を検出するスプール弁位置検出装置であって、前記スプール弁に組み込まれる磁石と、前記磁石に対向して配置され、前記ハウジングに取り付けられる検出部と、を備え、前記検出部は、前記スプール弁の変位に応じて変化する磁界の変化を検出することによって、前記スプール弁の位置に応じた信号を出力するスプール弁位置検出装置が提供される。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態に係るスプール弁位置検出装置１００は、スプール弁２０を備える弁装置１に設けられ、スプール弁２０の位置や変位量を検出するものである。
まず、図１を参照して、スプール弁位置検出装置１００が設けられる弁装置１について説明する。
弁装置１は、作動油（作動流体）を貯留する図示しないタンクと、作動油を加圧する図示しないポンプと、作動油によって駆動する油圧シリンダ等の図示しないアクチュエータと、に接続され、アクチュエータに対する作動油の給排を切り換えることによって、アクチュエータの駆動を制御するものである。
弁装置１は、軸方向への移動に伴ってアクチュエータへの作動油の給排を切り換えるスプール弁２０と、スプール弁２０が摺動自在に挿入されるスプール孔３を有するブロック状のハウジング２と、スプール弁２０の一端が臨みパイロット圧が導かれるパイロット室（図示省略）と、このパイロット室に収容されスプール弁２０を後述の中立位置に保持する付勢力を発揮する図示しないセンタリングスプリングと、スプール弁２０の他端が臨みパイロット圧が導かれるパイロット室９と、を備える。
ハウジング２内には、アクチュエータに連通する給排通路５と、ポンプに連通する供給通路４と、タンクに連通する排出通路６と、が形成される。
パイロット室９は、スプール孔３の開口端を取り囲むようにしてハウジング２に固定される有底筒状のキャップ１０の内部に画定される。キャップ１０には、パイロット室９内にパイロット圧を導くためパイロット圧導入孔１０ａが形成される。
スプール弁２０は、環状溝２１ａが設けられるスプール本体部２１と、スプール本体部２１のパイロット室９側の端面２１ｂにねじ結合される保持部２２と、を有する。保持部２２には、キャップ１０の底面１０ｂに対向する端面２２ａが設けられる。
スプール弁２０の一端が臨む図示しないパイロット室にパイロット圧が導かれた場合、スプール弁２０は、パイロット圧によって、端面２２ａがキャップ１０の内側の底面１０ｂに当接する第１切換位置に移動する（図１に示す状態）。つまり、底面１０ｂは、スプール弁２０の移動を規制する規制部として機能し、端面２２ａは、規制部に当接する当接面として機能する。
スプール弁２０が第１切換位置にあるときには、給排通路５と排出通路６とが環状溝２１ａを通じて連通し、アクチュエータから作動油がタンクへと排出される。
何れのパイロット室にもパイロット圧が導かれない場合、スプール弁２０は、センタリングスプリングによって中立位置に保持される。
スプール弁２０が中立位置にあるときには、給排通路５は排出通路６と供給通路４との何れにも連通せず、アクチュエータに対する作動油の給排が停止される。
スプール弁２０の他端が臨むパイロット室９にパイロット圧が導かれた場合、スプール弁２０は、パイロット圧によって、給排通路５と供給通路４とを連通させる第２切換位置へと移動する。
スプール弁２０が第２切換位置にあるときには、給排通路５と供給通路４とが環状溝２１ａを通じて連通し、ポンプからアクチュエータへ作動油が供給される。
次に、図１及び図２を参照し、上述のように移動するスプール弁２０の位置を検出するスプール弁位置検出装置１００について説明する。
スプール弁位置検出装置１００は、スプール弁２０に組み込まれる円環状の磁石２４と、磁石２４に対向して配置され、キャップ１０に取り付けられる磁気センサ３０と、を備える。
磁石２４は、Ｎ極２４ａとＳ極２４ｂとを有し、Ｎ極２４ａとＳ極２４ｂとがスプール弁２０の軸方向に並んで配置されるようにスプール弁２０に組み込まれる。また、磁石２４の軸心は、スプール弁２０の軸心と一致しており、特に磁石２４の外径は、スプール弁２０の外径と同心となるように設定される。磁石２４の周囲には、図２に示されるように、Ｎ極２４ａからＳ極２４ｂに向かう磁界Ｍが形成される。
磁気センサ３０は、ホール効果を利用して磁石２４が発生する磁界Ｍを検出する検出部としてのホール素子３１と、ホール素子３１に接続され、ホール素子３１の出力を増幅するアンプ基板３２と、を有する。磁気センサ３０は、ホール素子３１が磁石２４の外周面に対向して配置されるように、キャップ１０に固定される。
続いて、磁石２４が組み込まれる部分のスプール弁２０の構造について説明する。
図２に示されるように、スプール弁２０の保持部２２は、磁石２４に挿通する円柱状の本体部２２ｃを有するとともに、本体部２２ｃよりも外径が大きく本体部２２ｃの端面２２ａ側に設けられる鍔部２２ｂと、本体部２２ｃの鍔部２２ｂとは反対側に設けられるねじ部２２ｄと、を有する。また、本体部２２ｃと鍔部２２ｂとの間には第１段部２２ｅが形成され、本体部２２ｃとねじ部２２ｄとの間には第２段部２２ｆが形成される。ねじ部２２ｄを介して保持部２２がスプール本体部２１に螺合されると、第２段部２２ｆが端面２１ｂに当接し、スプール本体部２１に対する保持部２２の位置が規定される。
本体部２２ｃには、鍔部２２ｂ側から順に、弾性変形する部材により形成される緩衝材２５と、磁石２４と、非磁性材により形成されるスペーサ２６と、が設けられる。保持部２２をスプール本体部２１に組み付ける前において、磁石２４と緩衝材２５とスペーサ２６とを重ね合わせた状態での軸方向の長さは、本体部２２ｃの軸方向長さよりも長くなるように設定される。このため、保持部２２がスプール本体部２１に締め付けられると、緩衝材２５が変形し、緩衝材２５の復元力によって、磁石２４はスペーサ２６に押し付けられた状態となる。
このように、保持部２２とスプール本体部２１とを結合する際の締め付け力は、第２段部２２ｆと端面２１ｂとが受けることになるとともに、緩衝材２５によって吸収される。このため、スプール弁２０に磁石２４が組み込まれる際に、締め付け力によって磁石２４が破損することは防止される。また、磁石２４は、緩衝材２５の復元力によって所定の位置に保持される。
また、磁石２４は、緩衝材２５及びスペーサ２６と共に、底面１０ｂに当接する端面２２ａよりもスプール本体部２１側に配置される。このため、スプール弁２０の移動が規制されるときも、磁石２４は底面１０ｂに直接接触することがない。この結果、磁石２４が破損することを防止することができる。
次に、上記構成のスプール弁位置検出装置１００によるスプール弁２０の位置の検出について説明する。
スプール弁２０に組み込まれた磁石２４が生じる磁界Ｍは、スプール弁２０の移動に伴って軸方向に移動する。つまり、磁石２４に対向して配置されるホール素子３１を通過する磁界Ｍの強さと方向は、スプール弁２０の移動に応じて変化する。このため、磁界Ｍの強さと方向によって変化するホール素子３１の出力からスプール弁２０の位置や変位量を把握することができる。
また、磁石２４の外径は、スプール弁２０の外径と同心であるため、スプール弁２０が回転したとしても、スプール弁２０の径方向におけるホール素子３１と磁石２４との間の間隔は変化しない。このため、スプール弁２０が回転する場合であっても、ホール素子３１の出力からスプール弁２０の位置や変位量を正確に把握することができる。
このように検出されたスプール弁２０の位置から、例えば、給排通路５と供給通路４との連通開度や給排通路５と排出通路６との連通開度が把握されるため、弁装置１を通じてアクチュエータに給排される作動流体の流量を推定することが可能となる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
スプール弁位置検出装置１００では、スプール弁２０に組み込まれる磁石２４と、磁石２４に対向して配置される磁気センサ３０と、によってスプール弁２０の位置が検出される。このように、コンパクト化されたスプール弁位置検出装置１００を用いれば、弁装置１の外部に突出する部分が小さくなるため、例えば、差動変圧器を用いたスプール弁位置検出装置と比較し、弁装置１全体の大きさを小さくすることができる。この結果、弁装置１の取り付け位置の自由度を向上させることができる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態では、ホール素子３１及びアンプ基板３２は、キャップ１０に取り付けられる磁気センサ３０内に内蔵される。この構成に代えて、ホール素子３１及びアンプ基板３２をキャップ１０の内部に埋め込んだ構成としてもよい。この場合もホール素子３１は、磁石２４に対向するように配置される。また、この場合、キャップ１０は、磁石２４が生じる磁界Ｍを乱すことがないように非磁性材によって形成される。
また、上記実施形態では、キャップ１０は、ハウジング２と別部材で形成される。この構成に代えて、キャップ１０の一部または全部をハウジング２と一体的に形成してもよい。
また、上記実施形態では、磁気センサ３０は、円環状の磁石２４の外周面に対向するように配置される。この構成に代えて、図３に示されるように、円柱状に形成される磁石２４を、その軸心がスプール弁２０の軸心と一致するようにスプール弁２０に組み込み、磁気センサ３０を磁石２４の軸心の延長上に配置した構成としてもよい。
図３に示される変形例では、磁石２４は、保持部２２の端面２２ａに開口する収容穴２２ｇ内に、Ｎ極２４ａとＳ極２４ｂとがスプール弁２０の軸方向に並んで配置されるように収容される。収容穴２２ｇの底面側には、弾性変形する部材により形成される緩衝材２５が配置される。磁石２４と緩衝材２５とが底面に向かって押圧された状態で収容穴２２ｇの開口端にスナップリング２７が組み付けられることで、磁石２４は、収容穴２２ｇ内に固定される。
磁気センサ３０は、磁石２４のＳ極２４ｂ側の一端面に対向するように配置される。パイロット室９内にパイロット圧を導くパイロット圧導入孔１０ａは、磁気センサ３０が配置される位置を避けて、キャップ１０に形成される。
この変形例においても、上記実施形態と同様に、スプール弁２０の位置は、スプール弁２０に組み込まれる磁石２４と、磁石２４に対向して配置される磁気センサ３０と、によって検出される。このように、コンパクト化されたスプール弁位置検出装置１００を用いれば、弁装置１の外部に突出する部分が小さくなるため、弁装置１全体の大きさを小さくすることができる。
また、この変形例では、底面１０ｂに当接する端面２２ａは、磁石２４よりも外周側に設けられ、磁石２４よりも軸方向に突出して設けられる。このため、スプール弁２０の移動が規制されるときも、磁石２４は底面１０ｂに直接接触することがない。この結果、磁石２４が破損することを防止することができる。
また、磁石２４の軸心とホール素子３１の軸心とが一致するように構成されるため、スプール弁２０が回転したとしても、ホール素子３１を通過する磁界Ｍが変化することはない。このため、スプール弁２０が回転する場合であっても、ホール素子３１の出力からスプール弁２０の位置や変位量を正確に把握することができる。
また、図３に示される変形例において、ホール素子３１及びアンプ基板３２は、キャップ１０に取り付けられる磁気センサ３０内に内蔵される。この構成に代えて、ホール素子３１及びアンプ基板３２をキャップ１０の内部に埋め込んだ構成としてもよい。また、磁石２４は、保持部２２を介することなく、スプール本体部２１に直接固定されてもよい。
また、上記実施形態及び変形例において、磁石２４は、Ｎ極２４ａとＳ極２４ｂとがスプール弁２０の軸方向に並んで配置されるようにスプール弁２０に組み込まれていれば、Ｎ極２４ａとＳ極２４ｂとの何れの極が端面２２ａ側に配置されてもよい。
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
スプール弁位置検出装置１００は、スプール弁２０に組み込まれる磁石２４と、磁石２４に対向して配置され、キャップ１０に取り付けられるホール素子３１と、を備え、ホール素子３１は、スプール弁２０の変位に応じて変化する磁界Ｍの変化を検出することによって、スプール弁２０の位置に応じた信号を出力する。
この構成によれば、スプール弁２０に組み込まれる磁石２４と、磁石２４に対向して配置されるホール素子３１と、によってスプール弁２０の位置が検出される。このように、コンパクト化されたスプール弁位置検出装置１００を用いれば、弁装置１の外部に突出する部分が小さくなるため、例えば、差動変圧器を用いたスプール弁位置検出装置と比較し、弁装置１全体の大きさを小さくすることができる。この結果、弁装置１の取り付け位置の自由度を向上させることができる。
また、スプール弁２０は、スプール本体部２１と、磁石２４を保持しスプール本体部２１に結合される保持部２２と、を有し、キャップ１０は、スプール弁２０の移動を規制する底面１０ｂを有し、保持部２２は、スプール弁２０が最も変位したときに、底面１０ｂに当接する端面２２ａを有する。
この構成では、磁石２４を保持する保持部２２にスプール弁２０の移動を規制する底面１０ｂに当接する部位が形成される。このように、スプール弁２０の移動を規制する機能を損なうことなく、スプール弁位置検出装置１００を弁装置１に設けることができる。
また、磁石２４は、円環状に形成され、軸心がスプール弁２０の軸心と一致するようにスプール弁２０に組み込まれ、ホール素子３１は、磁石２４の外周面に対向するように配置される。
この構成では、磁石２４の軸心がスプール弁２０の軸心と一致するようにスプール弁２０に組み込まれる。このため、スプール弁２０が回転したとしても、スプール弁２０の径方向におけるホール素子３１と磁石２４との間の間隔は変化しない。この結果、スプール弁２０が回転する場合であっても、ホール素子３１の出力からスプール弁２０の位置や変位量を正確に把握することができる。
また、磁石２４は、底面１０ｂに当接する端面２２ａよりもスプール本体部２１側に配置される。
この構成では、端面２２ａよりもスプール本体部２１側に磁石２４が配置される。このため、磁石２４が直接底面１０ｂに接触することはない。このように、スプール弁２０の移動が規制されるときも、磁石２４は他の部材と接触することがない。この結果、磁石２４が破損することを防止することができる。
また、磁石２４は、円柱状に形成され、軸心がスプール弁２０の軸心と一致するようにスプール弁２０に組み込まれ、ホール素子３１は、磁石２４の軸心の延長線上に配置される。
この構成では、磁石２４とホール素子３１とは、磁石２４の軸心とホール素子３１の軸心とが一致するように配置される。このため、スプール弁２０が回転したとしても、ホール素子３１を通過する磁界Ｍが変化することはない。この結果、スプール弁２０が回転する場合であっても、ホール素子３１の出力からスプール弁２０の位置や変位量を正確に把握することができる。
また、底面１０ｂに当接する端面２２ａは、磁石２４よりも外周側に設けられ、磁石２４よりも軸方向に突出して設けられる。
この構成では、底面１０ｂに当接する端面２２ａは、磁石２４よりも軸方向に突出して設けられる。このため、磁石２４が直接底面１０ｂに接触することはない。このように、スプール弁２０の移動が規制されるときも、磁石２４は他の部材と接触することがない。この結果、磁石２４が破損することを防止することができる。
また、磁気センサ３０は、磁石２４に対向して配置されるホール素子３１を有する。
この構成では、スプール弁２０に組み込まれる磁石２４と、磁石２４に対向して配置されるホール素子３１と、によってスプール弁２０の位置が検出される。このように、コンパクト化されたスプール弁位置検出装置１００を用いれば、弁装置１の外部に突出する部分が小さくなるため、弁装置１全体の大きさを小さくすることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
本願は２０１５年９月２４日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－１８６５８９に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (7)
- ハウジング内に摺動自在に収容されるスプール弁の位置を検出するスプール弁位置検出装置であって、
前記スプール弁に組み込まれる磁石と、
前記磁石に対向して配置され、前記ハウジングに取り付けられる検出部と、を備え、
前記検出部は、前記スプール弁の変位に応じて変化する磁界の変化を検出することによって、前記スプール弁の位置に応じた信号を出力するスプール弁位置検出装置。 - 請求項１に記載のスプール弁位置検出装置であって、
前記スプール弁は、スプール本体部と、前記磁石を保持し前記スプール本体部に結合される保持部と、を有し、
前記ハウジングは、前記スプール弁の移動を規制する規制部を有し、
前記保持部は、前記スプール弁が最も変位したときに、前記規制部に当接する当接面を有するスプール弁位置検出装置。 - 請求項１に記載のスプール弁位置検出装置であって、
前記磁石は、円環状に形成され、軸心が前記スプール弁の軸心と一致するように前記スプール弁に組み込まれ、
前記検出部は、前記磁石の外周面に対向するように配置されるスプール弁位置検出装置。 - 請求項３に記載のスプール弁位置検出装置であって、
前記磁石は、前記当接面よりも前記スプール本体部側に配置されるスプール弁位置検出装置。 - 請求項１に記載のスプール弁位置検出装置であって、
前記磁石は、円柱状に形成され、軸心が前記スプール弁の軸心と一致するように前記スプール弁に組み込まれ、
前記検出部は、前記磁石の軸心の延長線上に配置されるスプール弁位置検出装置。 - 請求項５に記載のスプール弁位置検出装置であって、
前記当接面は、前記磁石よりも外周側に設けられ、前記磁石よりも軸方向に突出して設けられるスプール弁位置検出装置。 - 請求項１に記載のスプール弁位置検出装置であって、
前記検出部は、前記磁石に対向して配置されるホール素子を有するスプール弁位置検出装置。
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| JP2015186589A JP2017062146A (ja) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | スプール弁位置検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=58386003
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/069820 WO2017051584A1 (ja) | 2015-09-24 | 2016-07-04 | スプール弁位置検出装置 |
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| WO (1) | WO2017051584A1 (ja) |
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-
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