(57)【要約】【課題】移動体又は弁体のストローク方向への変位量を確実に検出するとともに、ストローク検出機構の耐久性を向上させる。【解決手段】ハウジング３８の内部の駆動部１８には、励磁作用下に軸線方向に沿って変位するプランジャ８８が配設され、前記プランジャ８８が連結機構９２を介して前記再循環路３０の連通状態を切り換える弁軸１４と連結されている。そして、前記ハウジング３８の上部のセンサケース１１８の内部には、圧力を検出するストローク検出機構２０として機能する検出センサ１２２が設けられ、前記検出センサ１２２とプランジャ８８との間に介装される第１ばね部材１００の伸縮変位を検出することにより、前記弁軸１４の変位量を検出している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する流体通路と弁座とを有する弁基部と、
前記弁座に離間・着座することにより前記流体通路を開閉する弁体と、
前記弁基部に連結されるハウジングの内部に配設され、電気信号により軸線方向に沿って駆動する移動体と、
前記移動体と前記弁体とを連結する連結機構とからなるバルブ装置において、前記移動体又は前記弁体を介して前記弁体の軸線方向に沿った変位量を検出するストローク検出機構であって、
前記移動体又は前記弁体の変位作用下に軸線方向に沿って伸縮変位する弾性部材と、
前記弾性部材の端部に当接し、前記弾性部材から付勢される圧力又は荷重を検出する検出部と、
を備え、
前記移動体又は前記弁体の軸線方向に沿った変位量を、前記弾性部材を介して前記検出部で検出することを特徴とするストローク検出機構。
【請求項２】
請求項１記載のストローク検出機構において、
前記検出部は、前記ハウジングを閉塞するカバー部材に装着される圧力センサであることを特徴とするストローク検出機構。
【請求項３】
軸線方向に沿って変位自在に設けられる移動体と、
前記移動体より圧力又は荷重が付勢され、前記移動体の変位作用下に伸縮変位する弾性部材と、
前記弾性部材を介して圧力又は荷重を受ける検出部と、
を備え、
前記移動体の軸線方向に沿った変位量を、前記弾性部材により圧力又は荷重へと変換して前記検出部で検出することを特徴とするストローク検出機構。
【請求項４】
請求項３記載のストローク検出機構において、
前記移動体の変位方向に沿った一方側に設けられる第１圧力検出体と、
前記移動体と前記第１圧力検出体との間に介装される第１弾性部材と、
前記第１圧力検出体と前記移動体を挟んで対向する位置に設けられる第２圧力検出体と、
前記移動体と前記第２圧力検出体との間に介装される第２弾性部材と、
を備え、
前記第１圧力検出体によって前記第１弾性部材の伸縮変位を検出するとともに、前記第２圧力検出体によって前記第２弾性部材の伸縮変位を検出することを特徴とするストローク検出機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストローク変位する移動体又は弁体の変位量を確実に検出するとともに、その耐久性の向上を図ることが可能なストローク検出機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、駆動源の駆動作用下に弁体が軸線方向に沿って変位し、圧力流体の連通状態を切り換えるバルブ装置が用いられている。このバルブ装置には、前記弁体の軸線方向に沿った変位量を検出するストローク変位を検出する検出部が設けられ、前記検出部によって弁体の変位量を検出することにより、前記バルブ装置の内部を流通する圧力流体の流量を検出している。
【０００３】
一般的に、この検出部が設けられたバルブ装置は、その内部に圧力流体等が流通する流体通路を有するフレームと、前記フレームに連結されるケースの内部に配設される駆動部と、前記駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って変位し、再循環通路内に設けられる弁座に着座・離間して排気ガスの流通状態を切り換える弁体とからなる。
【０００４】
弁体は、その上部に形成される弁軸を介してスライダと一体的に連結されている。そして、前記スライダは、駆動部の駆動作用下にケースの内部を軸線方向に沿って変位する。このスライダの側面にはブラシが設けられ、前記ブラシの先端部が、前記スライダと略平行に設けられた抵抗体に接触するように取り付けられている。そして、前記スライダの変位作用下にブラシが抵抗体に接触している位置によって抵抗値が変化するため、その抵抗値の変化に基づいてスライダの位置を検出し、前記スライダの変位位置を介して弁体の弁開度及び変位量を検出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９７７１５号公報（段落［００２８］、［００２９］、［００３２］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に係る検出部を有するバルブ装置では、弁体の弁開度及び変位量を検出する手段として、スライダに設けられたブラシを抵抗体に接触させ、その抵抗値の変化により検出している。しかしながら、前記ブラシが、常に抵抗体の表面に接触した状態で軸線方向に沿って変位しているため、前記ブラシの先端部が抵抗体との接触作用下に摩耗するという問題がある。そのため、長年の使用によってブラシと抵抗体との接触不良等が生じ、スライダ及び弁体の正確な変位位置及び変位量を検出することができないことが懸念される。
【０００７】
また、検出部においては、前記ブラシが設けられ、かつ軸線方向に沿って変位するスライダを設けているが、前記スライダは弁軸の上部に一体的に設けられて、前記弁軸と軸線方向に沿って一体的に変位するため、検出部全体の高さ方向の寸法が大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の問題等を考慮してなされたものであり、移動体又は弁体のストローク方向への変位量を確実に検出するとともに、その耐久性を向上させることが可能なストローク検出機構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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、流体が流通する流体通路と弁座とを有する弁基部と、
前記弁座に離間・着座することにより前記流体通路を開閉する弁体と、
前記弁基部に連結されるハウジングの内部に配設され、電気信号により軸線方向に沿って駆動する移動体と、
前記移動体と前記弁体とを連結する連結機構とからなるバルブ装置において、前記移動体又は前記弁体を介して前記弁体の軸線方向に沿った変位量を検出するストローク検出機構であって、
前記移動体又は前記弁体の変位作用下に軸線方向に沿って伸縮変位する弾性部材と、
前記弾性部材の端部に当接し、前記弾性部材から付勢される圧力又は荷重を検出する検出部と、
を備え、
前記移動体又は前記弁体の軸線方向に沿った変位量を、前記弾性部材を介して前記検出部で検出することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、電気信号によって駆動する移動体又は弁体の軸線方向に沿った変位作用下に伸縮変位する弾性部材を設け、前記弾性部材が伸縮変位した際に付勢される圧力又は荷重を検出部で検出している。従って、前記検出部と軸線方向に沿って変位する移動体とが非接触な状態であるため、長年の使用によって移動体と検出部とが接触作用下に摩耗することがなく確実に検出することができるとともに、前記移動体及び検出部の耐久性を向上させることができる。
【００１１】
また、ストローク検出機構をバルブ装置に予め組み付けることができるとともに、その構成を簡素化することができるため、前記検出部の部品点数を削減してコストを低減することができる。
【００１２】
さらに、弾性部材の伸縮変位を検出部で検出することにより移動体又は弁体の変位量を検出しているため、検出部に可動部分を追加する必要がなく、ストローク検出機構の軸線方向に沿った大きさを小型化することができる。
【００１３】
さらに、検出部を、ハウジングを閉塞するカバー部材に装着される圧力センサとすることにより、流体が流通する流体通路を有する弁基部からの離間距離を確保することができるため、前記圧力センサが流体通路を流通する流体の影響を受けることが防止され、好適に移動体の変位量を検出することができる。
【００１４】
さらにまた、本発明は、軸線方向に沿って変位自在に設けられる移動体と、
前記移動体より圧力又は荷重が付勢され、前記移動体の変位作用下に伸縮変位する弾性部材と、
前記弾性部材を介して圧力又は荷重を受ける検出部と、
を備え、
前記移動体の軸線方向に沿った変位量を、前記弾性部材により圧力又は荷重へと変換して前記検出部で検出することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、移動体の変位作用下に伸縮変位する弾性部材を設け、前記弾性部材が伸縮変位した際に付勢される圧力又は荷重を検出部で検出している。従って、前記検出部と軸線方向に沿って変位する移動体とを非接触な状態で設けることができ、長年の使用によって検出部と移動体とが接触作用下に摩耗することがなく、前記移動体及び検出部の耐久性を向上させることができる。
【００１６】
また、前記移動体の変位方向に沿った一方側に設けられる第１圧力検出体と、
前記移動体と前記第１圧力検出体との間に介装される第１弾性部材と、
前記第１圧力検出体と前記移動体を挟んで対向する位置に設けられる第２圧力検出体と、
前記移動体と前記第２圧力検出体との間に介装される第２弾性部材と、
を備え、
前記第１圧力検出体によって前記第１弾性部材の伸縮変位を検出するとともに、略同時に前記第２圧力検出体によって前記第２弾性部材の伸縮変位を検出している。そのため、第１弾性部材と第２弾性部材による押圧力を第１圧力検出体及び第２圧力検出体によって略同時に検出し、検出信号として制御回路へと出力し、前記第１圧力検出体からの検出信号と、第２圧力検出体からの検出信号とに基づいて演算処理を行うことにより、移動体の変位量の検出精度をより一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１８】
すなわち、電気信号によって駆動する移動体又は弁体の軸線方向に沿った変位を、圧力又は荷重に変換して検出部で検出しているので、前記検出部に可動部分を必要としない。このため、検出を確実に行なうことが可能となり、且つ、移動体と検出部とが長年の使用によって接触作用下に摩耗することがなく、移動体及び検出部の耐久性を向上させることができる。
【００１９】
また、ストローク検出機構を簡便に組み付けることができるとともに、その構成を簡素化することができる。
【００２０】
さらに、弾性部材の伸縮変位を圧力又は荷重に変換して検出部で検出することにより移動体又は弁体の変位量を検出しているため、前記検出部において軸線方向に沿ったストローク方向への変位が不要であり、ストローク検出機構の軸線方向に沿った大きさを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るストローク検出機構について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、第１の実施の形態に係るストローク検出機構が適用されたバルブ装置を示す。
【００２３】
このバルブ装置１０は、図示しない内燃機関の排気系から吸気系への排気ガスの循環を制御する弁部（弁基部）１２と、前記弁部１２における弁軸１４の軸線方向に沿った変位をガイドするガイド部１６と、前記弁部１２を駆動する駆動部１８と、前記弁部１２の開閉状態を検出するストローク検出機構２０とから構成される。
【００２４】
弁部１２は弁ボディ２２を備え、この弁ボディ２２の下部には内燃機関の排気系と連結される入口ポート２４と、前記内燃機関の吸気系と連結される出口ポート２６とが形成されている。前記入口ポート２４及び出口ポート２６は、該入口ポート２４の上部に形成された連通室２８と、前記弁ボディ２２内に形成された排気ガスの循環流路である再循環路（流体通路）３０によって連通される。
【００２５】
入口ポート２４には環状の弁座３２が配設され、この弁座３２には、入口ポート２４及び連通室２８の内部を介して弁軸１４が挿通される。また、前記連通室２８は、その側部に接続される再循環路３０を介して出口ポート２６と連通している。
【００２６】
弁軸１４は長尺に形成され、その下端部には半径外方向に拡径した弁本体（弁体）３４が形成されている。そして、前記弁本体３４が前記弁座３２に対して着座又は離間することにより入口ポート２４の開閉を行う。また、弁軸１４の上端から所定長だけ下方に指向した部位には、半径内方向に縮径した細軸状の切欠部３６が形成されている。
【００２７】
前記弁ボディ２２の上部には、金属製材料からなる有底状のハウジング３８がねじ部材４０を介して連結され、前記ハウジング３８は、略円筒状に形成される側壁４２と、前記側壁４２の下端から一体的かつ略水平方向に延在する底壁４４とからなる。なお、前記弁ボディ２２の上面とハウジング３８の下面との間には、環状のシール部材４６（例えば、ガスケット）が挟持されているため、弁ボディ２２の連通室２８の内部を流通する排気ガスが外部に漏出することが防止される。
【００２８】
また、前記ハウジング３８には、その側壁４２と底壁４４とに跨って窓部４８が形成され、前記窓部４８を介してハウジング３８の内部と外部（大気側）とが連通している。さらに、前記底壁４４の略中央部には孔部５０が形成され、この孔部５０の内部にはガイド部１６が配設されている。一方、前記ハウジング３８の開口した上部には、ストローク検出機構２０が一体的に装着されている。
【００２９】
ガイド部１６は、弁ボディ２２とハウジング３８との間に位置するように配設され、このガイド部１６は、弁軸１４を保持する略円筒状の弁軸ガイド５２と、前記弁軸ガイド５２の外周側を囲繞するように孔部５０に装着される保持部材５４と、前記保持部材５４の下面と弁ボディ２２との間に挟持される薄板状のアンダーカバー５６とからなる。この弁軸ガイド５２は耐熱性材料（例えば、カーボン焼結体又はステンレス鋼）から形成され、その内部には弁軸１４が軸線方向に沿って変位自在に支持されている。
【００３０】
また、前記弁軸ガイド５２を囲繞する保持部材５４は、前記弁軸ガイド５２と同様に耐熱性材料から形成され、前記保持部材５４の下端部はアンダーカバー５６の周縁部を介して弁ボディ２２とハウジング３８との間に挟持されている。
【００３１】
アンダーカバー５６は耐熱性材料から略カップ状に形成され、開口された上端より半径外方向へと延在する周縁部が、弁ボディ２２の上面と保持部材５４との間で挟持されている。そして、前記アンダーカバー５６の略中央部には挿通孔５８が形成され、前記挿通孔５８に挿通される弁軸１４の外周面を囲繞している。そのため、前記アンダーカバー５６によって、前記弁軸ガイド５２及び保持部材５４が外部から遮蔽される。
【００３２】
駆動部１８はハウジング３８の内部に配設され、略円柱状の内孔を有する第１支持部材６０と第２支持部材６２とを備えている。この第１支持部材６０は、弁軸１４の軸線に略直交するように延在するとともに、ハウジング３８の上部にその端部が固定される第１周縁部６４と、前記弁軸１４に沿って延在する筒状の第１膨出部６６とからなる。
【００３３】
一方、第２支持部材６２は、弁軸１４の軸線に略直交するように延在するとともに、前記ハウジング３８の下部に端部が固定される第２周縁部６８と、前記弁軸１４に沿って延在し、かつ前記第１支持部材６０の第１膨出部６６と対向する筒状の第２膨出部７０とからなる。ここで、第２膨出部７０は、その外周が上方に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されている。
【００３４】
第１支持部材６０及び第２支持部材６２は、各外周面に形成された第１周縁部６４及び第２周縁部６８によって、それぞれハウジング３８における側壁４２の内面に固定され、前記第２周縁部６８の下面には、カバー部材７２の固着部７４が固着される。このカバー部材７２は略カップ状に形成され、その略中央部には保持部材５４が挿通されている。ここで、第２支持部材６２、ハウジング３８の側壁４２及び底壁４４との間に空間７６が形成され、この空間７６は前記窓部４８を介して外部と連通されている。
【００３５】
また、ハウジング３８の内部における第１支持部材６０と第２支持部材６２とによって囲繞された空間７６には、弁軸１４を駆動するためのコイル７８が配設される。前記コイル７８は非金属製材料からなるボビン８０に巻回され、このボビン８０は、第２支持部材６２上のスプリングワッシャ８２によって、第１支持部材６０に指向して弾性的に固定される。このコイル７８には、図示しない電源が接続される。
【００３６】
一方、第１支持部材６０及び第２支持部材６２の内孔には、非磁性体材料で略カップ状に形成されたスリーブ部材８４がその底面を下にして挿入されている。そして、前記スリーブ部材８４の開口された上端は、外方向に湾曲して形成され、前記第１支持部材６０の上端に係止される。
【００３７】
また、スリーブ部材８４の下部には、後述する第２ばね部材１１２のガイドとして機能するものであって、下方に向かってカップ状に形成され、その略中央部には、前記ハウジング３８内に挿入された弁軸１４が挿通される挿通孔８６が形成される。
【００３８】
さらに、スリーブ部材８４の内部には、磁性体からなる略円筒状のプランジャ（移動体）８８が前記弁軸１４と同軸上かつ摺動自在に挿入される。そして、プランジャ８８の内周側には、その略中央部において半径内方向に所定長だけ突出したフランジ部９０が形成されている。前記フランジ部９０の内部には弁軸１４が挿通されている。
【００３９】
前記プランジャ８８のフランジ部９０と弁軸１４の切欠部３６との間には、前記プランジャ８８と弁軸１４とを連結する連結機構９２が設けられている。
【００４０】
この連結機構９２は、前記フランジ部９０の上面側に配設される環状のばね受部材９４と、前記フランジ部９０の下面側に配設される第１リテーナ９６と、前記弁軸１４における第１リテーナ９６より下方に環状溝を介して装着される第２リテーナ９８とからなる。
【００４１】
環状に形成されるばね受部材９４とセンサ部における後述するプレート部材１３０との間には第１ばね部材（弾性部材）１００が介装され、前記第１ばね部材１００は、第１リテーナ９６を介してプランジャ８８を下方（矢印Ｚ１方向）に押圧する方向に付勢している。
【００４２】
第１リテーナ９６は、前記プランジャ８８の内周径より小径の略円盤状に形成され、その略中央部には上方に向かって所定長だけ突出した突部１０２が形成されている。そして、前記突部１０２の内部には挿入穴１０４が形成され、弁軸１４の一部が挿入されて係合される。
【００４３】
また、前記第１リテーナ９６の略中央部には第１係着孔１０６が形成され、この第１係着孔１０６はこれよりも大径に形成される導入孔１０８と連通状態にある。そして、前記導入孔１０８は第１リテーナ９６の略中央部に形成される第１係着孔１０６より半径外方向に若干オフセットして形成されている。
【００４４】
弁軸１４の切欠部３６に対して第１リテーナ９６を係着させる場合には、弁軸１４に第１リテーナ９６の導入孔１０８を挿通させ、前記導入孔１０８を切欠部３６に対向する位置に変位させた後に、前記第１リテーナ９６を弁軸１４の方向に向かって変位させる。そして、前記第１リテーナ９６の第１係着孔１０６を前記切欠部３６に嵌合させるとともに、前記弁軸１４の切欠部３６の上部側に第１リテーナ９６の挿入穴１０４を係合させる。
【００４５】
一方、第１リテーナ９６の下面には、下方に向かって突出した環状壁部１１０が形成され、この環状壁部１１０の外周側にはスリーブ部材８４との間に第２ばね部材１１２が介装されるとともに、前記環状壁部１１０の内周側には、第２リテーナ９８（図１参照）との間に第３ばね部材１１４が介装されている。
【００４６】
すなわち、プランジャ８８のフランジ部９０は、第１ばね部材１００が介装されるばね受部材９４に付勢される下方（矢印Ｚ１方向）への弾発力と、第２ばね部材１１２が介装される第１リテーナ９６の下面に付勢される上方（矢印Ｚ２方向）への弾発力との作用下に挟持され、前記プランジャ８８が第１リテーナ９６とばね受部材９４との間に連結されている状態にある。
【００４７】
図１に示されるように、第２リテーナ９８は略円盤状に形成され、その略中央部に形成される第２係着孔１１６を、弁軸１４の略中央部に形成された環状溝に嵌め込むことにより、前記第２リテーナ９８が弁軸１４に一体的に係着される。なお、前記第２リテーナ９８は、弁軸１４において第１リテーナ９６の下方となるように配設される。
【００４８】
ストローク検出機構２０は、ハウジング３８の上部に装着される蓋状のセンサケース（カバー部材）１１８と、前記センサケース１１８の内部に形成される装着穴１２０を介して配設される検出センサ１２２と、複数の端子１２４を介して前記検出センサ１２２及び駆動部１８のコイル７８と接続されるコネクタ部１３２とからなる。
【００４９】
センサケース１１８は、その下端部がハウジング３８の内部に挿入され、薄板状の固定カバー１２６を介してハウジング３８の上部に一体的に装着されている。その際、センサケース１１８の外周面に装着されたシール部材１２８によってハウジング３８の内部の気密が保持される。
【００５０】
また、センサケース１１８の内部には、その略中央部に上方に向かって所定深さだけ窪んだ装着穴１２０が形成されている。そして、前記装着穴１２０の内部には、プランジャ８８を介して弁軸１４の変位量を検出し、検出量を電気信号に変換して出力する検出センサ１２２が配設されている。前記検出センサ１２２の下面には、薄板状のプレート部材１３０が設けられている。この検出センサ１２２は、圧力を検出する圧力センサからなり、前記圧力センサとしては、例えば、歪みゲージをロードセル（荷重変換器）に貼着し、この歪みゲージで検出された歪みを電圧変化として出力するようにしてもよいし、機械的な歪みが生じることにより電圧を発生するピエゾ素子等の圧電素子を用いてもよい。
【００５１】
そして、前記プレート部材１３０の下面とばね受部材９４との間には、第１ばね部材１００が介装されている。
【００５２】
また、センサケース１１８の側方には、所定長だけ突出したコネクタ部１３２が形成され、前記コネクタ部１３２には、その内部に配設された端子１２４を介して図示しない電源と接続されるリード線（図示せず）が接続される。そして、前記コネクタ部１３２の端子１２４を介して前記電源からの電流がコイル７８へと供給されるとともに、前記端子１２４の一方は、前記検出センサ１２２に接続され、前記検出センサ１２２で検出された第１ばね部材１００の押圧力Ｆに変換された弁軸１４の変位量を検出信号としてコネクタ部１３２より出力している。
【００５３】
本発明の第１の実施の形態に係るストローク検出機構２０が適用されたバルブ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００５４】
図１は、弁本体３４が弁座３２に着座して、入口ポート２４と出口ポート２６との連通が遮断された弁閉状態を示している。なお、その際、プレート部材１３０とばね受部材９４との間に介装される第１ばね部材１００は、プランジャ８８の上方（矢印Ｚ２方向）への変位作用下に圧縮されて縮退している状態にある。
【００５５】
このような弁閉状態において、図示しない電源に接続されたコネクタ部１３２を介して駆動部１８のコイル７８に電流を供給する。そして、前記コイル７８に電流が供給されることにより弁部１２の開弁動作が行われ、前記コイル７８への電流の供給を停止することによって前記弁部１２の閉弁動作が行われる。
【００５６】
すなわち、図示しない制御回路の指示に基づいて、前記電源よりコイル７８に所定量の電流が供給されると、該コイル７８の励磁作用下に磁界が発生し、プランジャ８８がスリーブ部材８４の内周面に沿って下方（矢印Ｚ１方向）に移動するように電磁力を受ける。
【００５７】
また、第２支持部材６２の第２膨出部７０は、その外周が上方に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されているため、プランジャ８８に加わる軸線方向の電磁力が、該プランジャ８８の軸線方向に沿った位置に比例する。
【００５８】
そして、プランジャ８８が、そのフランジ部９０を介して第１リテーナ９６を押圧することにより、第２ばね部材１１２の弾発力に抗しながら前記プランジャ８８が下方向（矢印Ｚ１方向）に変位する。その際、前記第１リテーナ９６と連結された弁軸１４が、弁軸ガイド５２のガイド作用下に下方向（矢印Ｚ１方向）に変位し、この弁軸１４の下端部に形成される弁本体３４が弁座３２から離間することによって、入口ポート２４と出口ポート２６の間が連通された弁開状態となる。
【００５９】
この際、弁軸１４及びプランジャ８８の下方（矢印Ｚ１方向）への変位作用下に、ばね受部材９４に装着された第１ばね部材１００の一端部側が下方（矢印Ｚ１方向）に向かって変位する。そのため、前記第１ばね部材１００は、ばね受部材９４の変位作用下にその圧縮状態が緩和され軸線方向に沿って伸張する。それに伴って、前記第１ばね部材１００のばね受部材９４による圧縮作用下にプレート部材１３０に付勢されていた押圧力Ｆが、前記第１ばね部材１００の伸び量に比例して徐々に小さくなる。そして、弁本体３４が弁座３２より離間して弁開状態になった際に、前記押圧力Ｆが最小となる。
【００６０】
換言すると、弁軸１４及びプランジャ８８の上方（矢印Ｚ２方向）への変位作用下にばね受部材９４を介して第１ばね部材１００の弾発力が圧縮された縮退状態が、前記弁軸１４及びプランジャ８８の下方（矢印Ｚ１方向）への変位作用下に徐々に解除される。
【００６１】
すなわち、駆動部１８の駆動作用下にプランジャ８８が軸線方向に沿って変位する際、ばね受部材９４に一端部側が装着された第１ばね部材１００が伸縮する。その際、前記第１ばね部材１００の他端部側が装着されるプレート部材１３０に、前記第１ばね部材１００の押圧力Ｆが付勢される。そのため、検出センサ１２２の下面に当接するように設けられたプレート部材１３０を介して、前記プレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが検出センサ１２２によって検出される。
【００６２】
その結果、弁本体３４の開閉状態（変位量）が第１ばね部材１００の伸縮変位へと変換され、前記第１ばね部材１００の押圧力Ｆは、プレート部材１３０を介して隣接する検出センサ１２２へと伝達される。前記検出センサ１２２において前記押圧力Ｆに基づいた電気信号に変換された後、コネクタ部１３２の端子１２４を介して検出信号として図示しない制御回路に出力される。
【００６３】
なお、このプランジャ８８は、前記電磁力と第２ばね部材１１２の弾発力がつり合う位置で停止する。すなわち、弁部１２の開閉量は、コイル７８に供給される電流の強弱によって決定される。また、プランジャ８８は、第２リテーナ９８によってその下限位置が規制されているため、プランジャ８８がスリーブ部材８４の底面に衝突し、損傷することが回避される。
【００６４】
次に、コイル７８への電流の供給を停止すると、図２に示されるように、第２ばね部材１１２の弾発力によってプランジャ８８が上方（矢印Ｚ２方向）へと変位し、これに伴って弁軸１４は、弁軸ガイド５２のガイド作用下に上方（矢印Ｚ２方向）に変位する。そして、この弁軸１４の弁本体３４が弁座３２に着座し、入口ポート２４が閉塞された弁閉状態となる。
【００６５】
この際、弁軸１４及びプランジャ８８の上方（矢印Ｚ２方向）への変位作用下に、ばね受部材９４に装着された第１ばね部材１００の一端部側が上方（矢印Ｚ２方向）に向かって変位する。そのため、前記第１ばね部材１００は、ばね受部材９４の変位作用下に軸線方向に沿ってプレート部材１３０側に徐々に圧縮されて縮退する。それに伴って、前記第１ばね部材１００のばね受部材９４による圧縮作用下にプレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが、前記第１ばね部材１００の縮退量に比例して徐々に大きくなる。そして、弁本体３４が弁座３２に着座して弁閉状態になった際に、前記押圧力Ｆが最大となる。
【００６６】
すなわち、駆動部１８の駆動作用下にプランジャ８８が軸線方向に沿って変位する際、ばね受部材９４に一端部側が装着された第１ばね部材１００が伸縮する。その際、前記第１ばね部材１００の他端部側が装着されるプレート部材１３０に、前記第１ばね部材１００の押圧力Ｆが付勢される。そのため、検出センサ１２２の下面に当接するように設けられたプレート部材１３０を介して、前記プレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが検出センサ１２２によって検出される。
【００６７】
その結果、弁本体３４の開閉状態（変位量）が第１ばね部材１００の伸縮変位へと変換され、前記第１ばね部材１００の押圧力Ｆは、プレート部材１３０を介して隣接する検出センサ１２２へと伝達される。前記検出センサ１２２において前記押圧力Ｆに基づいた電気信号に変換された後、コネクタ部１３２の端子１２４を介して検出信号として図示しない制御回路に出力される。
【００６８】
換言すると、プランジャ８８の軸線方向に沿った変位作用下に連結機構９２を介して第１ばね部材１００が軸線方向に沿って伸縮変位する。その際、プランジャ８８に連結された弁軸１４の変位量が、前記第１ばね部材１００の一端部側が装着されるプレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆに変換され、前記押圧力Ｆが前記第１ばね部材１００の伸縮状態によって増減する。そして、前記プレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆを、前記プレート部材１３０に隣接して設けられた検出センサ１２２によって検出する。その後、前記検出センサ１２２によって検出された押圧力Ｆを、電気信号に変換して検出信号としてコネクタ部１３２の端子１２４より図示しない制御回路へと出力している。そして、検出回路によって前記検出信号に基づいて弁軸１４及びプランジャ８８の変位位置及び変位量を算出することにより、弁本体３４の弁開度（変位量）を検出することができる。
【００６９】
以上のように、第１の実施の形態では、弁軸１４の変位量を検出する検出センサ１２２をセンサケース１１８の装着穴１２０の内部に設け、前記検出センサ１２２の下面に薄板状のプレート部材１３０を当接させるように設けている。そして、前記プレート部材１３０とばね受部材９４との間に第１ばね部材１００を介装している。そのため、簡便な作業でストローク検出機構２０をバルブ装置１０に組み付けることができるとともに、前記検出センサ１２２を予めセンサケース１１８に組み付けておくことが可能である。それに加えて突出した部位がなく、その構成を簡素化することができるため、ストローク検出機構２０の部品点数を削減し、それに伴ってコストを低減することができる。
【００７０】
また、検出センサ１２２は、圧力センサ又は荷重計でよく、可動部分がない非接触式のセンサであるため、構造が簡単で長年の使用によって検出センサ１２２と前記弁軸１４及びプランジャ８８とが接触作用下に摩耗することがない。そのため、バルブ装置１０におけるストローク検出機構２０の耐久性を向上させることができるとともに、前記ストローク検出機構２０におけるメンテナンス作業のサイクルを長期化させることができる。
【００７１】
さらに、第１ばね部材１００による押圧力Ｆの変化を検出センサ１２２で検出することにより、弁軸１４の変位量を検出しているため、従来技術におけるスライダのように別個に弁軸１４の変位量を検出する目的として、弁軸１４及びプランジャ８８の上部側に別個に可動する部材を設ける必要がない。そのため、ハウジング３８の上部に設けられたストローク検出機構２０の高さ方向の寸法が増大することが抑制され、それに伴ってバルブ装置１０全体の高さ方向の大きさを小型化することができる。
【００７２】
さらにまた、弁軸１４の変位量を検出する検出センサ１２２は、排気ガスが流通する弁部１２より離間したセンサケース１１８の内部に配設されている。そして、前記センサケース１１８は、弁部１２との間にハウジング３８を介して連結されているため、前記検出センサ１２２に対して前記弁部１２の内部を流通する排気ガスの熱が伝達されることを防止することができる。
【００７３】
また、前記検出センサ１２２は、高温の排気ガスによって高温に曝される弁軸１４と別体に設けられるとともに、前記検出センサ１２２は、弁軸１４が接続されるプランジャ８８と第１ばね部材１００を介して接続されているため、前記弁軸１４の熱が伝達されることを防止することができる。さらに、前記検出センサ１２２は、その内部に空間を有する第１ばね部材１００を介してプランジャ８８と接続されているため、前記空間によって熱が好適に冷却される。
【００７４】
次に、ストローク検出機構２０が適用された変形例に係るバルブ装置２００を図３に示す。なお、以下に説明するバルブ装置２００、２５０と第１の実施の形態に係るバルブ装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
この変形例に係るバルブ装置２００では、弁軸２０２の先端部に形成される弁本体（弁体）２０４を入口ポート２４に向かって徐々に拡径するテーパ状に形成している点、第１リテーナ２０６の上面及び下面を略平面状に形成している点、前記第１リテーナ２０６とスリーブ部材８４との間に介装された第２ばね部材１１２（図１参照）を省略している点、及び第１支持部材６０の第１膨出部６６が下方に向かってテーパ状に形成されるとともに、第２支持部材６２の第２膨出部７０がテーパ状に形成されていない点で前記バルブ装置１０と相違している。
【００７６】
すなわち、図示しない電源に接続されたコイル７８に電流を供給し、前記コイル７８の励磁作用下にプランジャ８８が第１ばね部材１００の弾発力に抗して上方（矢印Ｚ２方向）へと変位する。そして、前記プランジャ８８の変位作用下に該プランジャ８８に連結機構９２を介して連結された弁軸２０２が上方（矢印Ｚ２方向）へと変位し、弁本体２０４が弁座３２より離間した弁開状態となる。
【００７７】
また、コイル７８への電流の供給を停止すると、図３に示されるように、第１ばね部材１００の弾発力によってプランジャ８８が下方（矢印Ｚ１方向）へと押圧され、これに伴って前記プランジャ８８と連結機構９２を介して連結された弁軸２０２は、弁軸ガイド５２のガイド作用下に下方（矢印Ｚ１方向）へと変位する。そして、この弁軸２０２の弁本体２０４が弁座３２に着座し、入口ポート２４が閉塞された弁閉状態となる。
【００７８】
なお、第１ばね部材１００は、弁本体２０４が設けられた弁軸２０２を弁座３２に接近させる方向に付勢するリターンスプリングとして機能している。
【００７９】
このような構成とすることにより、弁本体２０４が弁座３２に着座して弁閉状態となる際、第１ばね部材１００がその弾発作用下にプランジャ８８を下方（矢印Ｚ１方向）へと押圧するため、前記プレート部材１３０に第１ばね部材１００を介して付勢される押圧力Ｆは徐々に小さくなる。そして、弁本体２０４が弁座３２に着座して弁閉状態になった際に、前記押圧力Ｆが最小となる。
【００８０】
また、駆動部１８の駆動作用下に弁本体２０４が上方（矢印Ｚ２方向）へと変位して弁開状態となる際、第１ばね部材１００がプランジャ８８の変位作用下に上方（矢印Ｚ２方向）に向かって縮退するため、前記第１ばね部材１００を介してプレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが、前記第１ばね部材１００の縮退量に比例して徐々に大きくなる。そして、弁本体２０４が弁座３２より離間して弁開状態になった際に、前記押圧力Ｆが最大となる。
【００８１】
そして、前記プレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆを、前記プレート部材１３０に隣接して設けられた検出センサ１２２によって検出し、前記検出センサ１２２によって検出された押圧力Ｆを電気信号に変換してコネクタ部１３２の端子１２４より図示しない制御回路へと出力している。このため、検出回路によって前記検出信号に基づいて弁軸１４及びプランジャ８８の変位位置及び変位量を算出することにより、弁本体２０４の弁開度（変位量）を検出することができる。
【００８２】
上述したように、変形例に係るバルブ装置２００では、弁本体２０４が弁閉状態においてプレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが最小となるとともに、前記弁本体２０４が弁開状態においてプレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが最大となる。すなわち、弁本体２０４が弁閉状態においてプレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが最大となるとともに、弁開状態においてプレート部材１３０に付勢される押圧力Ｆが最小となる前記バルブ装置１０とは反対の特性となる。
【００８３】
また、図４に示されるストローク検出機構２０が適用された他の変形例に係るバルブ装置２５０では、排気ガスの循環を制御する弁部１２を構成する弁軸２５２が軸線方向（矢印Ｚ１、Ｚ２方向）に沿って変位自在に設けられ、スリーブ部材８４の内部に配設される前記弁軸２５２の上部にプランジャ８８が連結機構２５４を介して一体的に連結されている。前記弁軸２５２の外周面には、連結機構２５４を構成する一組の係止リング２５６ａ、２５６ｂが環状溝を介して所定間隔離間して設けられ、前記係止リング２５６ａ、２５６ｂの間にはプランジャ８８のフランジ部９０が挟持されている。すなわち、プランジャ８８は、弁軸２５２に対してフランジ部９０を介して軸線方向に沿った相対的な変位が規制されている状態にある。
【００８４】
これにより、弁軸２５２の軸線方向（矢印Ｚ１、Ｚ２方向）に沿った変位作用下にプランジャ８８がフランジ部９０を介して前記弁軸２５２と一体的に変位する。なお、上述した連結機構２５４は、一組の係止リング２５６ａ、２５６ｂによってプランジャ８８を弁軸２５２に連結する場合に限定されるものではなく、前記弁軸２５２に対してプランジャ８８を一体的に連結する機構であればよい。
【００８５】
この弁軸２５２の上端部には、前記プランジャ８８の内周径より小径な略円盤状に形成されるばね受部材２５８が装着されている。そして、ストローク検出機構２０を構成する検出センサ１２２とばね受部材２５８との間には、第１ばね部材１００が介装され、前記第１ばね部材１００が、前記ばね受部材２５８を介して弁軸２５２及びプランジャ８８を下方（矢印Ｚ１方向）に押圧する方向に付勢している。さらに、プランジャ８８のフランジ部９０とスリーブ部材８４の間には、第２ばね部材１１２が介装されている。
【００８６】
すなわち、このような構成とすることにより、弁軸２５２が軸線方向（矢印Ｚ１、Ｚ２方向）に沿って変位し、このため、弁軸２５２の上端部に設けられたばね受部材２５８を介して第１ばね部材１００が伸縮変位する。その結果、弁軸２５２の変位作用下に第１ばね部材１００を介して検出センサ１２２に押圧力Ｆが付勢され、該押圧力Ｆを前記検出センサ１２２によって検出することが可能となる。
【００８７】
このように、弁軸２５２の軸線方向（矢印Ｚ１、Ｚ２方向）に沿った変位量を検出センサ１２２によって直接的に検出することが可能となるため、前記弁軸２５２の軸線方向（ストローク方向）に沿った変位量の検出精度をより一層向上させることができる。
【００８８】
次に、第２の実施の形態に係るストローク検出機構３００を図５及び図６に示す。
【００８９】
このストローク検出機構３００に、移動体３０６の変位量を検出する一組の第１センサ（第１圧力検出体）３０２及び第２センサ（第２圧力検出体）３０４を設ける場合について説明する。
【００９０】
このストローク検出機構３００において、図５に示されるように、このような構成された移動体３０６の軸線方向に沿った変位量が、第１スプリング３０８の伸縮変位によって第１センサ３０２へ付勢される押圧力Ｇ１として検出されると同時に、第２スプリング３１０の伸縮変位によって第２センサ３０４へ付勢される押圧力Ｇ２として検出される。
【００９１】
詳細には、移動体３０６がスライドガイド３１２に沿って上方（矢印Ｚ２方向）に変位する際、第１スプリング３０８が縮退するため、第１センサ３０２に付勢される押圧力Ｇ１が大きくなるとともに、移動体３０６の下方に介装された第２スプリング３１０は、前記第１スプリング３０８とは反対方向に伸張するため、第２センサ３０４に付勢される押圧力Ｇ２が小さくなる（Ｇ１＞Ｇ２）。
【００９２】
また、反対に、移動体３０６がスライドガイド３１２に沿って下方（矢印Ｚ１方向）に変位する際、第１スプリング３０８が伸張するため、第１センサ３０２に付勢される押圧力Ｇ１が小さくなるとともに、移動体３０６の下方に介装された第２スプリング３１０は前記第１スプリング３０８とは反対方向に縮退するため、第２センサ３０４に付勢される押圧力Ｇ２が大きくなる（Ｇ１＜Ｇ２）。
【００９３】
すなわち、前記移動体３０６の変位作用下に前記第１スプリング３０８と第２スプリング３１０とが相反して対称的に伸縮変位をするため、図７に示されるように、第１センサ３０２によって検出された押圧力Ｇ１に基づいて出力される出力電圧Ａと、第２センサ３０４によって検出される押圧力Ｇ２に基づいて出力される出力電圧Ｂとが、移動体３０６の軸線方向に沿ったストローク量に対して互いに反比例するように出力される。
【００９４】
そして、前記第１スプリング３０８と第２スプリング３１０による押圧力Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ検出する第１センサ３０２及び第２センサ３０４とから検出信号を図示しない制御回路へと出力する。そして、前記第１センサ３０２からの検出信号と第２センサ３０４からの検出信号とに基づいて演算処理を行うことにより、移動体３０６の変位量の検出精度を向上させることができる。具体的には、ノイズの低減や増幅、第１センサ３０２又は第２センサ３０４のいずれか一方が万が一故障した場合にも、他方のセンサによって検出することができるためフェイルセイフとして機能する。
【００９５】
なお、図６に示されるように、前記移動体３０６の側面に略直交するように連接プレート３１４を突出させ、前記連接プレート３１４と第１センサ３０２との間に第１スプリング３０８を介装するとともに、前記連接プレート３１４と第２センサ３０４との間に第２スプリング３１０を介装するようにしてもよい。
【００９６】
次に、第３の実施の形態に係るストローク検出機構４００について説明する。
【００９７】
図８に示されるように、このストローク検出機構４００は、移動体４０２の上方に長尺のピストンロッド４０４を連結し、前記ピストンロッド４０４の先端部に円盤状のピストン４０６が連結される。そして、前記ピストン４０６がシリンダボディ４０８に形成されるシリンダ室４１０の内部に装着され、軸線方向に沿って変位する。前記シリンダボディ４０８の内部には、圧力流体（例えば、圧縮エア）又は圧縮性ガス等が充填されている。このシリンダボディ４０８には、その側面にシリンダ室４１０と外部とを連通する連通路４１２が形成され、前記シリンダボディ４０８の側面には、前記連通路４１２と対向する位置に圧力を検出する第３センサ４１４が装着されている。
【００９８】
このような構成とすることにより、移動体４０２が軸線方向に沿って上方（矢印Ｚ２方向）に変位する際、前記移動体４０２と連結されたピストン４０６がシリンダ室４１０の内部に沿って上方（矢印Ｚ２方向）へと変位し、前記シリンダ室４１０の内部の圧力流体等が圧縮される。そして、前記圧力流体等の流動作用下に連通路４１２を介して第３センサ４１４が押圧される。なお、前記ピストン４０６がシリンダ室４１０内の圧力流体等を圧縮しながら上方（矢印Ｚ２方向）へと変位する際、その圧縮抵抗によってピストン４０６の変位速度が減速されるクッション機能を有している。
【００９９】
また、移動体４０２が軸線方向に沿って下方（矢印Ｚ１方向）に変位する際、前記移動体４０２と連結されたピストン４０６がシリンダ室４１０の内部に沿って下方（矢印Ｚ１方向）へと変位し、前記圧力流体等の流動状態を連通路４１２を介して第３センサ４１４によって検出する。
【０１００】
すなわち、第３センサ４１４でシリンダ室４１０における圧力流体等の圧力変化を検出することにより、移動体４０２の軸線方向に沿った変位量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るストローク検出機構が適用されたバルブ装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のバルブ装置の弁開状態を示す縦断面図である。
【図３】図１のストローク検出機構が適用されたバルブ装置の変形例を示す縦断面図である。
【図４】図１のストローク検出機構が適用されたバルブ装置の他の変形例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るストローク検出機構を示す模式図である。
【図６】図５の移動体の変形例を示す模式図である。
【図７】第１及び第２センサから出力される出力電圧と移動体の軸線方向に沿ったストローク量を示す特性曲線図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るストローク検出機構を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０、２００、２５０…バルブ装置  １２…弁部
１４、２０２、２５２…弁軸        １８…駆動部
２０、３００、４００…ストローク検出機構
２２…弁ボディ                    ２４…入口ポート
２６…出口ポート                  ２８…連通室
３０…再循環路                    ３２…弁座
３４、２０４…弁本体              ３６…切欠部
３８…ハウジング                  ５２…弁軸ガイド
５６…アンダーカバー              ６０…第１支持部材
６２…第２支持部材                ７８…コイル
８０…ボビン                      ８４…スリーブ部材
８８…プランジャ                  ９０…フランジ部
９２…連結機構                    ９４、２５８…ばね受部材
９６、２０６…第１リテーナ        ９８…第２リテーナ
１００…第１ばね部材              １０６…第１係着孔
１１２…第２ばね部材              １１４…第３ばね部材
１１６…第２係着孔                １１８…センサケース
１２０…装着穴                    １２２…検出センサ
１３０…プレート部材              １３２…コネクタ部
【図１】
2004309473.tif 000003
【図２】
2004309473.tif 000004
【図３】
2004309473.tif 000005
【図４】
2004309473.tif 000006
【図５】
2004309473.tif 000007
【図６】
2004309473.tif 000008
【図７】
2004309473.tif 000009
【図８】
2004309473.tif 000010