特開 2017-187169 センサ付き電磁弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-187169(P2017-187169A)

(43)【公開日】2017年10月12日

(54)【発明の名称】センサ付き電磁弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20170919BHJP

   F16K 37/00 20060101ALI20170919BHJP

   H01F 7/16 20060101ALI20170919BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/06 320Z

   F16K37/00 D

   H01F7/16 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-20342(P2017-20342)

(22)【出願日】2017年2月7日

(31)【優先権主張番号】特願2016-74087(P2016-74087)

(32)【優先日】2016年4月1日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原田 良一

【テーマコード（参考）】

3H065

3H106

5E048

【Ｆターム（参考）】

3H065AA01

3H065BA01

3H065BA07

3H065BB11

3H065CA01

3H106DA07

3H106DA13

3H106DA23

3H106DB02

3H106DB12

3H106DB23

3H106DB32

3H106DC02

3H106DC17

3H106DD03

3H106EE28

3H106FB07

5E048AB01

5E048AD02

(57)【要約】

【課題】電磁弁の故障の確認を行うと同時に、流体の開け閉めを確実に検出することができるセンサ付き電磁弁を提供する。
【解決手段】固定鉄心８、可動鉄心９、及び励磁コイル７を有するアクチュエータ部４と、弁シート１３が当接離間する弁座２１が形成された弁部５とを備える電磁弁２と、励磁コイル７によって発生する磁束を検出する磁気センサ３とを備えるセンサ付き電磁弁１において、磁気センサ３は、電磁弁２の側面であって、固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置に設置されていること。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定鉄心、可動鉄心、及び励磁コイルを有するアクチュエータ部と、弁体が当接離間する弁座が形成された弁部とを備える電磁弁と、前記励磁コイルによって発生する磁束を検出する磁気センサとを備えるセンサ付き電磁弁において、
前記磁気センサは、前記電磁弁の側面であって、前記固定鉄心の下端面に対応する位置に設置されていること、
を特徴とするセンサ付き電磁弁。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサ付き電磁弁において、
前記磁気センサは、漏れ磁束を検出することにより、前記可動鉄心の動きを検出すること、
を特徴とするセンサ付き電磁弁。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のセンサ付き電磁弁において、
前記磁気センサは、漏れ磁束の変化が最大となる位置に設置されていること、
を特徴とするセンサ付き電磁弁。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のセンサ付き電磁弁において、
前記磁気センサは、第１磁気センサであって、前記第１磁気センサとは別の第２磁気センサを有し、
前記第２磁気センサは、前記電磁弁の側面であって、前記固定鉄心に対応する位置に設置されていること、
を特徴とするセンサ付き電磁弁。

【請求項5】

請求項４に記載のセンサ付き電磁弁において、
前記第１磁気センサと前記第２磁気センサの漏れ磁束の差分を増幅することによって、前記可動鉄心の動きを検出すること、
を特徴とするセンサ付き電磁弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固定鉄心、可動鉄心、及び励磁コイルを有するアクチュエータ部と、弁体が当接離間する弁座が形成された弁部とを備える電磁弁と、励磁コイルによって発生する磁束を検出する磁気センサとを備えるセンサ付き電磁弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、流体制御用の汎用電磁弁において、流体の開け閉めが確実に行われているかどうかの確認を行うため、特許文献１に示す磁気センサ１０１が用いたセンサ付き電磁弁１００が用いられていた。磁気センサ１０１により、導磁板１０２によって分岐した磁束を捉え、分岐した磁束の大きさで、可動鉄心１０３が正常に動作したか否かを判断している。
磁気センサ１０１は、図１４に示すように、励磁コイル１０４の上面に取り付けられている。ここでは、磁気センサ１０１は、通電後の可動鉄心１０３が固定鉄心１０５に吸着した状態（弁開状態）と、可動鉄心１０３が全く動かない状態（弁閉状態）と、可動鉄心１０３が途中で停止した状態（半開状態）を検知する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平３−１７２６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のセンサ付き電磁弁１００では、流体の開け閉めの確認のためには、並列に表示ランプを取り付け、コイルに通電されたかどうか確認する程度であった。そのため、電磁弁自体が故障しても通電のための表示ランプは点滅するため、故障を確認できない恐れがあった。
また、実際に流体の開け閉めで問題となるのは可動鉄心１０３の作動である。しかし、従来のセンサ付き電磁弁１００では、弁開状態、弁閉状態、半開状態を検知するのみであって、可動鉄心１０３自体の作動を検出していない。そのため、流体の開け閉めを確実に検出することは困難だった。

【0005】

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、電磁弁の故障の確認を行うと同時に、流体の開け閉めを確実に検出することができるセンサ付き電磁弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のセンサ付き電磁弁は、次のような構成を有している。
（１）固定鉄心、可動鉄心、及び励磁コイルを有するアクチュエータ部と、弁体が当接離間する弁座が形成された弁部とを備える電磁弁と、励磁コイルによって発生する磁束を検出する磁気センサとを備えるセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、電磁弁の側面であって、固定鉄心側端面に対応する位置に設置されていることを特徴とする。
（２）（１）に記載のセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、漏れ磁束を検出することにより、可動鉄心の動きを検出することを特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載のセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、漏れ磁束の変化が最大となる位置に設置されていることを特徴とする。

【0007】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、第１磁気センサであって、第１磁気センサとは別の第２磁気センサを有し、第２磁気センサは、電磁弁の側面であって、固定鉄心に対応する位置に設置されていること、を特徴とする。
（５）（４）に記載のセンサ付き電磁弁において、第１磁気センサと第２磁気センサの漏れ磁束の差分を増幅することによって、可動鉄心の動きを検出すること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

上記特徴を有する本発明のセンサ付き電磁弁は、以下のような作用効果を奏する。
（１）固定鉄心、可動鉄心、及び励磁コイルを有するアクチュエータ部と、弁体が当接離間する弁座が形成された弁部とを備える電磁弁と、励磁コイルによって発生する磁束を検出する磁気センサとを備えるセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、電磁弁の側面であって、固定鉄心側端面に対応する位置に設置されていることを特徴とするので、磁気センサが固定鉄心側端面の可動鉄心の作動に伴う漏れ磁束の方向が変化する位置に配置されているため、電気的信号で可動鉄心の動きを検出することができる。電磁弁が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。
電磁弁においては、励磁コイル、固定鉄心、可動鉄心により磁気回路が構成され、励磁コイルのへの通電により、磁気回路の磁束が増大する。漏れ磁束とは、磁気回路から外部（電磁弁の側面に対して垂直方向）に漏れる磁束をいう。本発明者は、可動鉄心が移動しているときの磁束ベクトルと、可動鉄心が停止しているときの磁束ベクトルとが大きく相違していること、特に、漏れ磁束の方向が大きく変化することを確認した。

【0009】

（２）（１）に記載のセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、漏れ磁束を検出することにより、可動鉄心の動きを検出することを特徴とするので、電磁弁が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0010】

（３）（１）または（２）に記載のセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、漏れ磁束の変化が最大となる位置に設置されていることを特徴とするので、電磁弁が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0011】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のセンサ付き電磁弁において、磁気センサは、第１磁気センサと第２磁気センサから成り、第１磁気センサは、電磁弁の側面であって、固定鉄心側端面に対応する位置に設置されていること、第２磁気センサは、電磁弁の側面であって、固定鉄心に対応する位置に設置されていること、を特徴とするので、第１磁気センサは固定鉄心側端面の漏れ磁束の変化が最大となる位置に配置され、第２磁気センサは、動作時に漏れ磁束が変化する位置に配置されるため、電気的信号で可動鉄心の動きを検出することができる。電磁弁が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0012】

（５）（４）に記載のセンサ付き電磁弁において、第１磁気センサと第２磁気センサの漏れ磁束の差分を増幅することによって、可動鉄心の動きを検出すること、を特徴とするので、第１磁気センサと第２磁気センサにより、それぞれの漏れ磁束の変化を計測し、その２つの磁気センサにおける漏れ磁束の変化の差分を増幅することにより、可動鉄心が動いた時と動いていない時とで明確になり、電磁弁が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係るセンサ付き電磁弁の斜視図である。

【図2】第１実施形態に係るセンサ付き電磁弁の正面図である。

【図3】図２のＡＡ断面図で、閉弁状態を示す。

【図4】図２のＡＡ断面図で、開弁状態を示す。

【図5】電磁弁が正常であるときの漏れ磁束方向の変化と出力電圧を示したグラフである。

【図6】図５のＸ部の横軸拡大図である。

【図7】可動鉄心が上がった状態のままのときの漏れ磁束方向の変化と出力電圧を示したグラフである。

【図8】可動鉄心が上がっていない状態のときの漏れ磁束方向の変化と出力電圧を示したグラフである。

【図9】第２実施形態に係るセンサ付き電磁弁の正面図である。

【図10】図９のＢＢ断面図で、閉弁状態を示す。

【図11】電磁弁が正常であるときの漏れ磁束方向の変化と出力電圧を示したグラフである。

【図12】図１１のＹ部の横軸拡大図である。

【図13】可動鉄心が上がった状態のままのときの漏れ磁束方向の変化と出力電圧を示したグラフである。

【図14】従来のセンサ付き電磁弁の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明のセンサ付き電磁弁１について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
＜第1実施形態＞
（センサ付き電磁弁の構成）
第1実施形態に係るセンサ付き電磁弁１の構造について図１から図４を用いて説明する。図１は、センサ付き電磁弁１の斜視図を示す。図２は、センサ付き電磁弁１の正面図を示す。図３は、図２のＡＡ断面図で、閉弁状態を示し、図４は、開弁状態を示す。
センサ付き電磁弁１は、図１に示すように、電磁弁２と、磁気の大きさや向きを検知する磁気センサ３から構成される。電磁弁２は、図３に示すように、アクチュエータ部４と弁部５を備える。アクチュエータ部４には、固定鉄心８と可動鉄心９が中空状のコイルボビン１０に同軸上に設けられている。励磁コイル７がコイルボビン１０の周りに巻回されている。固定鉄心８の一端面８ａ（固定鉄心８の可動鉄心側端面８ａともいう。以下、単に固定鉄心８の下端面８ａという。）は、可動鉄心９の吸着面となっており、この吸着面が可動鉄心９の他端面と対向するように同軸上に配設されている。固定鉄心８の外径は、コイルボビン１０の内径とほぼ同じ径になっている。可動鉄心９の下端にはゴム製の弁シート１３が嵌め込まれている。励磁コイル７の周囲は、ヨーク１８、１９が配設され、ヨーク１８、１９はモールド６に覆われている。

【0015】

弁部５は、アクチュエータ部４と連結する連結部材１４と、流路２２を備える流路ブロック体１７を有する。流路ブロック体１７の中央には、弁シート１３と当接または離間する弁座２１が形成されている。弁座２１の内周部には弁孔１６が形成されている。また、流路ブロック体１７には、弁孔１６と連通する流路２２が形成されている。
可動鉄心９の下端は外周に鍔部９ａが形成されている。鍔部９ａには、弁シート１３を弁座２１方向に付勢するバネ１５の一端が当接されている。バネ１５の他端は、連結部材１４の内側に当接されている。
図３では、励磁コイル７に通電されていないので、可動鉄心９は、固定鉄心８と離間し、弁シート１３は、バネ１５の付勢力により弁座２１に当接し、流路２２と弁孔１６は遮断されている。一方、励磁コイル７に通電すると、可動鉄心９が固定鉄心８に吸引されるため、図４に示すように、弁シート１３は弁座２１から離間し、流路２２と弁孔１６は連通される。

【0016】

次に、本発明の主要な部分である磁気センサ３について説明する。磁気センサ３には、磁気抵抗素子を用いている。図１に示すように、電磁弁２の側面と端子箱２３と接する面には、Ｌ字型の取付板１２が設置されている。取付板１２の上には、センサ基板１１が設置されている。センサ基板１１の上には、磁気センサ３が取り付けられている。磁気センサ３は、図３に示すように、電磁弁２の側面であって、固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置に設置されている。固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置とは、図３の点線矢印で示す漏れ磁束Ｍの変化が最大となる位置である。
すなわち、磁気センサ３は、固定鉄心８と可動鉄心９が図３の位置にあるとき、固定鉄心８と可動鉄心９の間の空間を含む位置に対応して設置されている。可動鉄心９が吸引され固定鉄心８に近づき図４の位置にあるとき、固定鉄心８と可動鉄心９が当接しているため、固定鉄心８と可動鉄心９の間にあった空間において、漏れ磁束Ｍの方向が最も変化する。

【0017】

ここで、電磁弁２においては、励磁コイル７、固定鉄心８、可動鉄心９により磁気回路Ｉが構成され、励磁コイル７のへの通電により、磁気回路Ｉの磁束が増大する。漏れ磁束Ｍとは、磁気回路Ｉから外部（電磁弁２の側面に対して垂直方向）に漏れる磁束をいう。
磁気センサ３は、磁気回路Ｉからの漏れ磁束Ｍを検出することにより、可動鉄心９の動きを検出する。磁気センサ３は、図２に示すように、磁気センサ３は、水平線Ｈから角度θ１時計回りの方向に回転して設置されている。本実施形態では、θ１は約２２．５°に設定している。磁束の方向に対して傾けることにより、磁束の変化が捉えやすくなる。

【0018】

（センサ付き電磁弁の作用効果）
次に、センサ付き電磁弁１の作用効果について図５から図８を用いて説明をする。図５は、電磁弁が正常であるときの漏れ磁束Ｍの変化と出力電圧Ｅを示したグラフであり、図６は、図５のＸ部の横軸拡大図である。図７は、電磁弁が故障状態にあるとき（可動鉄心９が上がった状態のままのとき）の漏れ磁束Ｍの変化と出力電圧Ｅを示したグラフである。図８は、電磁弁が故障状態にあるとき（可動鉄心９が上がっていない状態のとき）の漏れ磁束Ｍの変化と出力電圧Ｅを示したグラフである。図５から図８のグラフのうち、下段は、漏れ磁束Ｍの変化を示し、上段は、磁気センサ３による漏れ磁束Ｍの出力電圧Ｅを示す。横軸は時間Ｔを示す。

【0019】

まず、正常に可動鉄心９が作動しているときを説明する。励磁コイル７に通電すると、正常に作動しているとき、漏れ磁束Ｍは、図６に示すように、上昇した（Ｍ１）後、いったん低下して（Ｍ２）、再び上昇する（Ｍ３）。そのとき、漏れ磁束Ｍの出力電圧Ｅは、すぐに下る（Ｅ１−Ｅ２）が、再び上昇し（Ｅ３）、Ｔ１時点で、出力電圧Ｅは下側（Ｅ４）で安定する。比較回路に閾値磁束を設定することで、漏れ磁束Ｍの方向の変化を出力電圧Ｅで読み取る。１度閾値磁束を超えた漏れ磁束Ｍが、再び閾値磁束より低下することにより（Ｍ２）、漏れ磁束Ｍの方向が大きく変化したことを確認することができる。

【0020】

次に、可動鉄心９が正常に作動しないとき、すなわち、可動鉄心９が吸着位置付近で移動しないときを説明する。励磁コイル７に通電した後、可動鉄心９が正常に作動せず、可動鉄心９が吸着位置付近で移動しないとき（可動鉄心９が上がった状態のままのとき）、図７に示すように、漏れ磁束Ｍが２段階で高くなる。すなわち、いったん立ち上り（Ｍ５）、緩やかに上昇し、再度閾値磁束を超えるように立ち上がり（Ｍ６）、その後安定する（Ｍ７）。出力電圧Ｅも、１度しか変化しない（Ｅ５−Ｅ６）。
さらに、可動鉄心９が正常に作動しないとき、すなわち、可動鉄心９が着座位置付近で移動しないときを説明する。励磁コイル７に通電しても、可動鉄心９が着座位置付近で移動しないとき（可動鉄心９が上がっていない状態のとき）、図８に示すように、漏れ磁束Ｍの方向は１度しか変化せず（Ｍ８−Ｍ９）、閾値磁束も１度しか超えない。可動鉄心９が吸着位置付近で移動しないときと比較すると、最初の立ち上り後、緩やかに上昇することなく最終的な漏れ磁束になり、最終的な漏れ磁束Ｍ９は、Ｍ７より低い。出力電圧Ｅも、１度しか変化しない（Ｅ７−Ｅ８）。

【0021】

正常時と異常時は、閾値磁束を１度超えるか、２度超えるかにより判断することができる。磁気センサ３により、励磁コイル７に通電後、一定時間経過すると、漏れ磁束Ｍが閾値を２度超えた場合、漏れ磁束Ｍの変化を確認することができ、正常に作動していると判断することができる。
一方、漏れ磁束Ｍが閾値を１度しか超えない場合、出力電圧Ｅの変化を確認することができず、故障であると判断することができる。

【0022】

以上、説明したように、本発明のセンサ付き電磁弁１によれば、
（１）固定鉄心８、可動鉄心９、及び励磁コイル７を有するアクチュエータ部４と、弁シート１３が当接離間する弁座２１が形成された弁部５とを備える電磁弁２と、励磁コイル７によって発生する磁束を検出する磁気センサ３とを備えるセンサ付き電磁弁１において、磁気センサ３は、電磁弁２の側面であって、固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置に設置されていることを特徴とするので、磁気センサ３が固定鉄心８の下端面８ａの可動鉄心９の作動に伴う漏れ磁束Ｍの方向が変化する位置に配置しているため、電気的信号で可動鉄心９の動きを検出することができる。電磁弁２が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0023】

（２）（１）に記載のセンサ付き電磁弁１において、磁気センサ３は、漏れ磁束Ｍを検出することにより、可動鉄心９の動きを検出することを特徴とするので、電磁弁２が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0024】

（３）（１）または（２）に記載のセンサ付き電磁弁１において、磁気センサ３は、漏れ磁束Ｍの変化が最大となる位置に設置されていることを特徴とするので、電磁弁２が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0025】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態のセンサ付き電磁弁１の構成について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、第２実施形態に係るセンサ付き電磁弁の正面図を示す。図１０は、図９のＢＢ断面図で、閉弁状態を示す。
第２実施形態に係るセンサ付き電磁弁１は、磁気センサが２つある点で第１実施形態と異なる。なお、以下の説明において、第１実施形態に係るセンサ付き電磁弁１と同じ構造には、同じ引用番号を付すことにより、その説明を省略する。

【0026】

第２実施形態に係るセンサ付き電磁弁１について、主要な部分である２つの磁気センサについて説明する。磁気センサには、磁気抵抗素子を用いている。
図９及び図１０に示すように、第２実施形態に係るセンサ付き電磁弁１では、磁気センサ３（以下、第１磁気センサ３という）と第２磁気センサ２４を有する。第１磁気センサ３は、電磁弁２の側面であって、固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置に設置されている。固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置とは、図１０の点線矢印で示す漏れ磁束Ｎの変化が最大となる位置である。第１磁気センサ３の図９及び図１０の上方には、第２磁気センサ２４が設置されている。第２磁気センサ２４は、固定鉄心８に対応する位置に設置されている。固定鉄心８に対応する位置とは、漏れ磁束Ｎの変化が及ばない位置であり、故障時も通常時も同様の漏れ磁束Ｎの変化を捉える。第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４は、内部の磁気抵抗パターンの配置方向が異なっており、これにより磁界の方向変化の差をより顕著化させている。

【0027】

次に、センサ付き電磁弁１の作用効果について図１１から図１３を用いて説明をする。 図１１は、電磁弁２が正常であるときの漏れ磁束Ｎ方向の変化と出力電圧Ｅを示したグラフを示す。図１２は、図１１のＹ部の横軸拡大図を示す。図１３は、可動鉄心９が上がった状態のままのときの漏れ磁束Ｎ方向の変化と出力電圧Ｅを示したグラフを示す。図１１から図１３のグラフのうち、下段は、漏れ磁束Ｎの変化を示し、上段は、磁気センサ３による漏れ磁束Ｎの出力電圧Ｅを示す。横軸は時間Ｔを示す。

【0028】

ここで、漏れ磁束Ｎの変化の値のとり方は以下の通りである。すなわち、第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４により、それぞれの漏れ磁束Ｎの変化を計測する。次に、差動増幅回路（CMRR：Common-Mode Rejection Ratio）により、第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４における漏れ磁束Ｎの差分を例えば５０倍に増幅し、波形を得る。波形変化の上下変化を確認することで、可動鉄心９が動いた時と動いていない時とで明確になる。２つの磁気センサにより漏れ磁束Ｎの差分を計ることでより明確な波形を得ることができる。

【0029】

まず、正常に可動鉄心９が作動しているときの検出方法の一例を説明する。励磁コイル７に通電すると、正常に作動しているとき、漏れ磁束Ｎは、図１２に示すように、上昇した（Ｎ１）後、いったん低下して（Ｎ２）、再び上昇する（Ｎ３）。そのとき、漏れ磁束Ｎの出力電圧Ｅは、すぐに下る（Ｅ１−Ｅ２）が、再び上昇し（Ｅ３）、Ｔ１時点で、出力電圧Ｅは下側（Ｅ４）で安定する。比較回路に閾値磁束を設定することで、漏れ磁束Ｎの方向の変化を出力電圧Ｅで読み取る。１度閾値磁束を超えた漏れ磁束Ｎが、再び閾値磁束より低下することにより（Ｎ２）、漏れ磁束Ｎの方向が大きく変化したことを確認することができる。

【0030】

さらに、第１磁気センサ３の内部の磁気抵抗パターンと、第２磁気センサ２４の内部の磁気抵抗パターンの配置方向をそれぞれ異なる位置で設置することにより、例えば、外部磁界からノイズとして受けた場合に、２つの磁気センサの双方にノイズが上乗せされるが、それらを差分によりノイズ除去できるため、１つの磁気センサで計測するよりも磁界の方向変化がより顕著となる。その後、通電によるコイル発生磁界と可動鉄心作動時の変化磁界の差を増幅し、波形を得る。第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４を用いてノイズを除去しているので、得られた信号が小さい場合でも、例えば、５０倍に増幅できるため、必要な信号として大きな値の信号を得ることができる。また、絶対値で判断するのではなく、変化のアルゴリズムで判断することも可能で、電磁弁側の部品のバラつき、設置位置の誤差、並列電磁弁の作動磁界、外部からの強電界、異常磁界などの波形への影響による誤った判断が少なくなる。また作動増幅であるため、同様に外部磁界の影響を受けても相殺されるため、波形変化の影響が少ない。なお、電磁弁とは電気的な導通はないため、電源ラインのノイズの影響は受けない。また、磁界を利用するため、腐食劣化部分がなく、電磁弁２の保護構造が強固である。さらに、電磁弁の電源とは全く別の電源でセンサの作動が可能である。

【0031】

次に、可動鉄心９が正常に作動しないとき、すなわち、可動鉄心９が吸着位置付近で移動しないときを説明する。励磁コイル７に通電した後、可動鉄心９が正常に作動せず、可動鉄心９が吸着位置付近で移動しないとき（可動鉄心９が上がった状態のままのとき）、図１３に示すように、漏れ磁束Ｎが２段階で高くなる。すなわち、いったん立ち上り（Ｎ５）、緩やかに上昇し、再度閾値磁束を超えるように立ち上がり（Ｎ６）、その後安定する（Ｎ７）。出力電圧Ｅも、１度しか変化しない（Ｅ５−Ｅ６）。なお、図示しないが、可動鉄心９が正常に作動せず、上がっていない状態の時も漏れ磁束Ｎの方向は１度しか変化せず、閾値磁束も１度しか超えない。

【0032】

正常時と異常時の判断の一例として、閾値磁束を１度超えるか、２度超えるかにより判断することができる。第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４により、励磁コイル７に通電後、一定時間経過すると、漏れ磁束Ｎが閾値を２度超えた場合、漏れ磁束Ｎの変化を確認することができ、正常に作動していると判断することができる。
一方、漏れ磁束Ｎが閾値を１度しか超えない場合、出力電圧Ｅの変化を確認することができず、故障であると判断することができる。

【0033】

以上、説明したように、本発明のセンサ付き電磁弁１によれば、
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のセンサ付き電磁弁１において、磁気センサは、第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４から成り、第１磁気センサ３は、電磁弁２の側面であって、固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置に設置されていること、第２磁気センサ２４は、電磁弁２の側面であって、固定鉄心８に対応する位置に設置されていること、を特徴とするので、第１磁気センサ３は固定鉄心８の下端面８ａの漏れ磁束Ｎの変化が最大となる位置に配置され、第２磁気センサ２４は、漏れ磁束Ｎの変化が及ばない位置に配置されるため、電気的信号で可動鉄心９の動きを検出することができる。電磁弁２が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0034】

（５）（４）に記載のセンサ付き電磁弁１において、第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４の漏れ磁束の差分を増幅することによって、可動鉄心９の動きを検出すること、を特徴とするので、第１磁気センサ３と第２磁気センサ２４により、それぞれの漏れ磁束の変化を計測し、その２つの磁気センサにおける磁束の変化の差分を増幅することにより、可動鉄心９が動いた時と動いていない時とで明確になり、電磁弁２が故障した場合、すぐに故障の確認をすることができる。また、流体の開け閉めを確実に検出することができる。

【0035】

なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、本実施形態では、磁気センサ３は固定鉄心８の下端面８ａに対応する位置に設置されているが、端面８ａに対応する位置でなくても、磁気センサ３を設置する方向等により漏れ磁束Ｍを検出することもできる。

【符号の説明】

【0036】

１ センサ付き電磁弁
２ 電磁弁
３ 磁気センサ
４ アクチュエータ部
５ 弁部
７ 励磁コイル
８ 固定鉄心
９ 可動鉄心
１３ 弁シート
２１ 弁座
２４ 第２磁気センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】