冲程检测装置的制作方法

本发明涉及用于对配设于阀主体的滑阀的沿着长度方向的冲程量进行检测的装置。

背景技术：

在对应信息化施工的工程机械中，因为需要准确地控制作业机的位置，所以需要也对液压缸等的液压致动器进行准确地供油控制。因此，在这类工程机械所搭载的阀单元中，设有用于对滑阀的沿着长度方向的冲程量进行检测的冲程检测装置。冲程检测装置具备：例如被配设为能够相对于装置主体移动的检测杆、以及将与检测杆相对于装置主体的冲程量相应的检测信号进行输出的冲程检测部，并以使检测杆的前端面抵接于滑阀的端面的状态，经由装置主体安装于阀主体。在装置主体与检测杆之间设有将检测杆朝向滑阀的端面施力的螺旋弹簧(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004－12393号公报(图3)

技术实现要素：

为了准确地检测滑阀的冲程量，需要检测杆始终维持抵接于滑阀的端面的状态。即，在记载于专利文献1的冲程检测装置中，如果将设定负载较大的装置作为螺旋弹簧设定，那么即使在施加了振动、冲击的情况下，检测杆也不会离开滑阀的端面，因此能够准确地检测滑阀的冲程量。然而，在使用设定负载较大的螺旋弹簧的情况下，由于螺旋弹簧的线径变大，于是会导致冲程检测装置的大型化。

本发明鉴于上述实际情况，目的在于提供一种不会导致大型化且能够准确地检测滑阀的冲程量的冲程检测装置。

为了实现上述目的，本发明所涉及的冲程检测装置对配设于阀主体的滑阀的沿着长度方向的冲程量进行检测，上述冲程检测装置，具备：装置主体，其安装于上述阀主体；检测杆，其沿上述滑阀的长度方向延伸存在，并且，被配设成在前端部与上述滑阀的端面对置的位置能够在上述装置主体的内部沿长度方向移动；以及冲程检测部，其输出与上述检测杆相对于上述装置主体的冲程量相应的检测信号；其中，在上述检测杆的前端部，配设有通过磁力吸附于上述滑阀的端面的吸附单元。

此外，本发明，在上述冲程检测装置中，上述吸附单元具备：对准部件，其经由球面抵接于上述滑阀的端面；以及永磁体，其配设于成为上述对准部件的周围的部位，并呈圆筒状。

此外，本发明，在上述冲程检测装置中，上述对准部件形成为在前端部具有球面的柱状。

此外，本发明，在上述冲程检测装置中，上述对准部件通过非磁性材料而成形。

此外，本发明，在上述冲程检测装置中，在上述装置主体与上述检测杆之间，夹设有将上述检测杆朝向上述滑阀施力的支承弹簧。

根据本发明，由于通过磁力使检测杆吸附于滑阀，因此不影响外形尺寸就能够获得较大的吸附力。由此，不会导致大型化且能够准确地检测滑阀的冲程量。

附图说明

图1是作为本发明的实施方式的冲程检测装置的剖面图。

图2是表示应用图1所示的冲程检测装置的阀单元的主要部分的剖面图。

图3是应用于图1所示的冲程检测装置的吸附单元的分解立体图。

图4是应用于图1所示的冲程检测装置的吸附单元的放大剖面图。

图5是表示图1所示的冲程检测装置的变形例的剖面图。

图6是应用于图5所示的冲程检测装置的吸附单元的分解立体图。

符号说明

2 阀主体

4 滑阀

4d 滑阀的端面

20 冲程检测装置

21 装置主体

22 检测杆

23 磁场检测单元

30 吸附单元

31 单元支架

32 吸附用磁体

33 对准部件

33a 球状前端面

130 吸附单元

133 对准部件

221 检测用磁体

222 支承弹簧

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的冲程检测装置的优选的实施方式。

图2示出应用本发明的实施方式的冲程检测装置的阀单元的主要部分。这里例示的阀单元1是搭载于例如具备液压致动器的作业机械，对液压致动器进行供油控制的装置，在形成于阀主体2的滑孔3中具备滑阀4。滑孔3是具有均一的内径的圆柱状的空间，在阀主体2的端面2a开口。在该滑孔3连通有将液压泵、液压缸、油箱等的液压机器之间连通的多个油路。另外，图2的附图标记5表示上述多个油路的一个。

滑阀4是配设于滑孔3的钢制的圆柱状部件，具有滑阀座部4a以及滑阀细径部4b。滑阀座部4a是具有能够滑动地收容于滑孔3的外径的圆柱状部分。在滑阀座部4a的外周面形成有凹槽部4c。凹槽部4c是设于滑阀座部4a的外周的环状的凹部，在滑阀4沿长度方向相对于阀主体2移动时，发挥在连通邻接油路的状态与切断邻接油路的状态之间进行切换的功能。滑阀细径部4b是设于滑阀座部4a的端部的细径的圆柱状部分。

根据图2也可知，滑阀4的一个端部处于从阀主体2的端面2a突出的状态，并收容在设于阀主体2的传感器支架10的内部。传感器支架10呈圆筒状，具有内径比滑孔3大的滑阀收容孔11，以包围滑孔3的开口端的状态，经由一个端面安装于阀主体2。在传感器支架10的一个端面与阀主体2之间夹设有油封12。传感器支架10的滑阀收容孔11从传感器支架10的一个端面沿中心轴设置，在沿着传感器支架10的长度方向上大致全长的1/2的位置具有内底面11a。在滑阀收容孔11的内底面11a与滑阀4之间，经由适配器6夹设有复位弹簧7。

适配器6是由直径互不相同的粗径部6a以及细径部6b一体成形而成的。适配器6的粗径部6a呈圆筒状，具有内径比滑阀座部4a的外径大的第1贯通孔6c。适配器6的细径部6b呈圆筒状，具有内径比滑阀细径部4b的外径大、并且比滑阀座部4a的外径小的第2贯通孔6d。在粗径部6a与细径部6b之间的外周部设有外周台阶部6e，在粗径部6a与细径部6b的内周部设有内周台阶部6f。该适配器6以使粗径部6a配置于滑阀座部4a的外周、并且使细径部6b配置于滑阀细径部4b的外周的状态，配设于传感器支架10的滑阀收容孔11。

复位弹簧7的一个端部抵接于适配器6的外周台阶部6e，另一个端部抵接于滑阀收容孔11的内底面11a，发挥始终将适配器6向靠近阀主体2的端面2a的方向按压的功能。在滑阀4处于图2所示的状态的情况下，粗径部6a的端面成为抵接于阀主体2的端面2a的状态，而不对滑阀4作用来自复位弹簧7的按压力。与此相对，在滑阀4从图2所示的状态向右方进行冲程运动的情况下，由于滑阀座部4a的端面抵接于内周台阶部6f，因此适配器6与滑阀4一起向右方移动，而成为复位弹簧7被压缩的状态。即，在滑阀4相对于阀主体2向右方进行了冲程运动的情况下，复位弹簧7产生经由适配器6的内周台阶部6f将滑阀4向图2中的左方按压的作用。

虽然未在图中明确示出，在该阀单元1中，在滑阀4的另一个端部设有阀致动器。阀致动器使滑阀4相对于阀主体2沿长度方向向图2中的右方进行冲程运动。若通过阀致动器使滑阀4向右方进行冲程运动，则如上述那样，复位弹簧7成为被压缩的状态。因此，在阀致动器的驱动停止的情况下，通过复位弹簧7的恢复力使滑阀4向左方进行冲程运动，恢复到图2所示的状态。

另一方面，在阀单元1中，在传感器支架10中的离开阀主体2的一侧的端部配设有冲程检测装置20。冲程检测装置20用于对滑阀4相对于阀主体2的沿着长度方向的冲程量进行检测，如图1所示，具备装置主体21以及检测杆22。装置主体21是将冲程检测装置20安装于传感器支架10的部分，具备内筒部211以及外筒部212。内筒部211呈圆筒状，一端被底壁211a封闭、并且另一端开口，通过非磁性材料而成形。在该内筒部211的基端部的外周设有密封用法兰211b。外筒部212是圆筒状部件，以包围内筒部211的比与密封用法兰211b靠一端部侧的部位的外周的方式设置。在外筒部212的外周面，在长度方向上大致中央的部位设有盖部用法兰212a，进而，在一个端部形成有外螺纹槽212b。该外筒部212，其两端开口，在形成有外螺纹槽212b的一个开口端部，以安装了内筒部211的密封用法兰211b的状态下被固定于内筒部211。

在内筒部211与外筒部212之间的空间配设有磁场检测单元(冲程检测部)23。磁场检测单元23在配线基板23a安装有霍尔元件23b，并且，虽然未在图中明确示出，在配线基板23a构成有输出电路。霍尔元件23b基于检测出的磁场的强度的变化，对磁场产生源的冲程量进行运算。输出电路根据霍尔元件23b的运算结果生成并输出检测信号。该磁场检测单元23以使配线基板23a抵接于内筒部211的外周面的状态配设，从而使霍尔元件23b能够检测在内筒部211的内部产生的磁场的变化。内筒部211与外筒部212之间通过填充模制树脂24而被无间隙地填埋。另外，图2中的附图标记25是为了将从输出电路输出的检测信号进行传送而引出的信号线。此外，附图标记26是以包围信号线25的引出部分的方式设于外筒部212的连接器。

检测杆22是圆柱状部件，具有能够收容于内筒部211的中心孔211c的外径。该检测杆22以能够滑动的方式贯通设于内筒部211的开口端部的引导部件27的引导孔27a，并能够相对于内筒部211沿长度方向移动。在检测杆22中，在收容于内筒部211的中心孔211c的端部设有检测用磁体221，并且在其与内筒部211的底壁之间设有支承弹簧222。

检测用磁体221是杆状的永磁体。该检测用磁体221以如下方式进行安装：在与盖部件223一起收容到在检测杆22的基端面开口的安装孔22a之后，通过将检测杆22的开口端部铆接而避免从检测杆22的内部脱落。支承弹簧222是基端部被卷绕为粗径、而前端部被卷绕为细径的非线性的螺旋弹簧。该支承弹簧222通过将基端部抵接于底壁211a、并且将前端部配置于从盖部件223突出的支承销223a的外周部，从而发挥始终将检测杆22向相对于内筒部211突出的方向施力的功能。根据附图也可知，支承弹簧222通过卷绕直径较小的金属而构成，以便与复位弹簧7相比较设定负载充分变小。

而且，在冲程检测装置20中，在检测杆22的前端部设有吸附单元30。吸附单元30具备安装于检测杆22的前端部的单元支架31、以及安装于单元支架31的吸附用磁体32而构成。

如图3以及图4所示，单元支架31具有呈圆柱状的支架座部31a、以及设于支架座部31a的长度方向上大致中央的部位的单元法兰31b，并通过铁等的磁性材料一体成形。支架座部31a与检测杆22的前端部相比直径较细，单元法兰31b具有比检测杆22粗的外径。在支架座部31a的位于比单元法兰31b靠近一端部侧的位置的部位形成有外螺纹槽31c，另一方面，在保持架基部31a的位于比单元法兰31b靠近另一端部侧的位置的端面设有对准孔31d。外螺纹槽212b构成为，能够螺合于在检测杆22的前端面开口的内螺纹孔22b。对准孔31d是横截面为圆形的孔，在其内部具备对准部件33。对准部件33是一个端面形成为球状的圆柱状部件，通过非磁性材料而成形。该对准部件33以使形成为球状的端面(以下，称作“球状前端面(球面)33a”)从支架座部31a的端面突出的状态被固定于对准孔31d。

吸附用磁体32是呈圆筒状的永磁体，具有能够插入支架座部31a的中心孔32a，以使支架座部31a插入中心孔32a的状态被安装于单元支架31。在本实施方式中，作为吸附用磁体32，使用了钕磁体。根据图4也可知，吸附用磁体32构成为：在一个端面抵接于单元法兰31b的情况下，另一个端面与支架座部31a的端面一致。因此，在吸附单元30中，对准部件33的球状前端面33a成为突出最多的状态。

该吸附单元30通过将支架座部31a的外螺纹槽31c螺合于检测杆22的内螺纹孔22b，由此能够与检测杆22成为一体地相对于装置主体21移动。

如图2所示，如上述那样结构的冲程检测装置20通过收容到设于传感器支架10的传感器收容孔13中、并使形成于外筒部212的外螺纹槽212b螺合于传感器收容孔13的内螺纹13a而被安装。检测杆22以穿过形成于传感器支架10的内底面11a的插入孔11b而向滑阀收容孔11突出的方式配置，成为经由前端的吸附单元30抵接于滑阀4的端面4d的状态。在内筒部211的密封用法兰211b与传感器收容孔13之间、以及外筒部212与传感器收容孔13之间分别夹设有密封部件14、15。

若滑阀4相对于阀主体2从图2所示的状态开始进行冲程运动，则在冲程检测装置20中，经由吸附单元30抵接于滑阀4的端面4d的检测杆22产生连动，而检测杆22相对于装置主体21的位置变化。其结果，伴随着检测杆22的移动，检测用磁体221相对于磁场检测单元23的位置变化，从而磁场的强度变化，因此从磁场检测单元23的输出电路输出与检测杆22的冲程量相应的检测信号。

根据该冲程检测装置20，通过吸附用磁体32的磁力维持将检测杆22抵接于滑阀4的端面4d的状态，因此不会给外形尺寸带来影响，能够在其与滑阀4之间获得较大的吸附力。因此，不会使吸附单元30、装置主体21大型化，且能够始终使检测杆22抵接于滑阀4的端面4d，从而能够准确地检测滑阀4的冲程量。

并且，由于检测杆22经由对准部件33的球状前端面33a抵接于滑阀4的端面4d，因此即使是滑阀4的端面4d相对于中心轴倾斜的状态，检测杆22也将沿中心轴移动，不必担心给检测精度带来影响。

而且，由于在内筒部211的底壁与检测杆22之间设有支承弹簧222，因此即使吸附单元30离开滑阀4的端面4d，也能够通过支承弹簧222的弹力再次使吸附单元30抵接于滑阀4的端面4d。作为支承弹簧222的设定负载，只要是能够使吸附单元30移动到滑阀4的端面4d的程度即可，因此不必担心给滑阀4的切换性能带来影响。

另外，在上述实施方式中，是通过检测配设于检测杆22的检测用磁体221的磁场，来计算检测杆22的冲程量的，但本发明的冲程检测部并不限定于此。例如，也可以构成为，通过在装置主体21与检测杆22之间设置线性电位仪、线性编码器，由此来检测检测杆22相对于装置主体21的冲程量。

此外，在上述实施方式中，作为抵接于滑阀4的端面4d的对准部件33，使用了通过非磁性材料成形的部件，因此不必担心磨损粉等的异物吸附于其与滑阀4之间的抵接部。因此，也不会产生因吸附磨损粉等的异物而引起的摩损、检测误差。然而，在本发明中，对准部件33也可以通过磁性材料来成形。

而且，在上述实施方式中，作为抵接于滑阀4的端面4d的对准部件33，使用了具有球状前端面33a的呈柱状的部件，因此能够不导致外形尺寸大型化地将球状前端面33a的曲率半径设定为较大，以减少其与滑阀4之间的接触压力。然而，本发明并非必须使用呈柱状的对准部件，如图5以及图6所示的变形例那样，即使在使用呈球体状的对准部件133来构成吸附单元130的情况下，也能够起到相同的作用效果。另外，在图5以及图6所示的变形例中，对与实施方式相同的构成标注相同的附图标记。此外，在呈球状体的对准部件133中，也可以通过磁性材料以及非磁性材料中的任意一种来成形。