JP2020159509A - Valve opening/closing state detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、バルブの開閉状態検出装置に関する。 The present disclosure relates to a valve open / closed state detection device.
従来、一つのソレノイドを用いて二つのアーマチャを電磁吸引し、それぞれのアーマチャが高圧側ポペットバルブおよび低圧側ポペットバルブを移動または保持するバルブユニットが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, a valve unit is known in which two armatures are electromagnetically attracted by using one solenoid, and each armature moves or holds a high-pressure side poppet valve and a low-pressure side poppet valve (see, for example, Patent Document 1). ..
このようなバルブユニットでは、何らかの理由でソレノイドの通電状態とバルブの開閉状態とが対応しない、バルブの開閉状態異常が発生することがある。このようなバルブの開閉状態異常を精度良く検出することが求められる。 In such a valve unit, an abnormal valve opening / closing state may occur in which the energized state of the solenoid and the opening / closing state of the valve do not correspond for some reason. It is required to accurately detect such an abnormal opening / closing state of the valve.
本開示の目的は、バルブの開閉状態を精度良く検出することができるバルブの開閉状態検出装置を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a valve open / closed state detecting device capable of accurately detecting a valve open / closed state.
本開示の一態様に係るバルブの開閉状態検出装置は、流体機械の作動流体室と作動流体流路との間の作動流体の流れを調節するバルブの開閉状態を検出するための開閉状態検出装置であって、導電性を有する弁体と、前記弁体と電気的に接続され、かつ、導電性を有する第1部分と、前記弁体が着座可能な弁座を含み、かつ、導電性を有する第2部分と、前記第1部分と前記第2部分とを絶縁する絶縁部と、を有し、前記弁体を収容するハウジングと、前記第1部分と前記第2部分とが前記弁体を介して導通しているか否かに基づいて前記バルブの開閉状態を検出する検出器と、を備える、開閉状態検出装置である。 The valve open / closed state detecting device according to one aspect of the present disclosure is an open / closed state detecting device for detecting the open / closed state of a valve that regulates the flow of working fluid between the working fluid chamber and the working fluid flow path of a fluid machine. A valve body having conductivity, a first portion electrically connected to the valve body and having conductivity, and a valve seat on which the valve body can be seated are included, and the valve body is conductive. A housing having a second portion, an insulating portion that insulates the first portion and the second portion, and accommodating the valve body, and the first portion and the second portion are the valve body. It is an open / closed state detecting device including a detector that detects an open / closed state of the valve based on whether or not the valve is electrically connected to the valve.
本開示に係るバルブの開閉状態検出装置によれば、バルブの開閉状態を精度良く検出することができる。 According to the valve open / closed state detection device according to the present disclosure, the open / closed state of the valve can be detected with high accuracy.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below is an example, and the present disclosure is not limited to this embodiment.
図1を参照して、本実施形態に係るバルブの開閉状態検出装置100が組み込まれた油圧ポンプモータ2について説明する。以下の説明では、流体作動機械の一例として、油圧ポンプモータを例に説明を行うが、流体作動機械は油圧ポンプモータには限定されない。
The
油圧ポンプモータ2は、容量をゼロ容量から最大容量Q1まで変化させることのできる可変容量型のポンプモータである。油圧ポンプモータ2は、高圧バルブ20(後述する)の開閉タイミングおよび低圧バルブ30(後述する)の開閉タイミングの少なくとも一方を制御することにより、ポンプまたはモータとしての容量を変更可能に構成されている。
The
図1には、油圧ポンプモータ2における1つのシリンダ3が描かれている。シリンダ3は、高圧バルブ20を介して高圧側油路4と接続されるとともに、低圧バルブ30を介して低圧側油路5と接続されている。高圧バルブ20および低圧バルブ30はともに逆止弁である。
In FIG. 1, one cylinder 3 in the
シリンダ3には、ピストン6が設けられており、ピストン6の下端付近は、リンク機構7を介してクランク軸8と接続されている。リンク機構7は、クランク軸8の回転運動をピストン6の往復運動に変換する。また、逆に、リンク機構7は、ピストン6の往復運動をクランク軸8の回転運動に変換する。ピストン6がシリンダ3内で往復運動することにより、シリンダ3の容積が周期的に変化する。
A
図1に示すように、バルブユニット1は、油圧ポンプモータ2のシリンダ3と、高圧側油路4および低圧側油路5との間に設けられている。バルブユニット1は、高圧バルブ20および低圧バルブ30を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
高圧バルブ20は、弁座と、弁体21と、弁体21を弁座に着座させる方向に付勢するバネ25とを有する。高圧バルブ20は、例えばポペット弁である。また、高圧バルブ20は、所望のタイミングで開弁方向に付勢可能に構成されている。具体的には、高圧バルブ20の弁体21は、制御装置9からの指示により、所望のタイミングで、弁座から離間する方向へ電磁力により付勢させられ、また、弁座から離間した状態を維持する。
The high-
低圧バルブ30は、弁座と、弁体31と、弁体31を弁座から離間させる方向に付勢するバネ35とを有する。低圧バルブ30は、例えばポペット弁である。また、低圧バルブ30は、ピストン6が上死点に向かっている場合において、所望のタイミングで閉弁可能に構成されている。具体的には、低圧バルブ30の弁体31は、制御装置9からの指示により、所望のタイミングで、弁座に着座する方向へ移動させられる。
The low-
油圧ポンプモータ2は、クランク軸8の回転運動によって作動油を低圧側油路5からシリンダ3に吸入して高圧側油路4に吐出するポンプとしての機能と、作動油を高圧側油路4からシリンダ3に導入してクランク軸8を回転させ、クランク軸8の回転に用いた作動油をシリンダ3から低圧側油路5に導出するモータとしての機能と、を有する。
The
制御装置9は、バルブユニット1の動作を制御する。具体的には、制御装置9は、バルブユニット1におけるコイル50(図1において不図示。後述する)への電力供給を制御することで、高圧バルブ20および低圧バルブ30の開閉動作を制御する。
The
また、制御装置9は、バルブユニット1の動作状態を検出し、バルブユニット1の動作状態に異常が発生したか否かを判断する。具体的には、制御装置9は、コイル50への通電状態、高圧バルブ20の開閉状態、および、油圧ポンプモータ2の運転状態に基づいて、高圧バルブ20または低圧バルブ30の開閉状態に異常が発生したか否かを判断する。当該判断については後述する。
Further, the
制御装置9は、ハードウェアとして、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有する。以下において説明する制御装置9の各機能は、CPUがROMから読み出したコンピュータプログラムをRAM上で実行することにより実現される。
The
図2を参照して、バルブユニット1および検出器70について説明する。図2は、バルブユニット1および検出器70を示す模式的な断面図である。図2は、高圧バルブ20が閉じ、かつ、低圧バルブ30が開いた状態を示している。
The
図2には、中心軸CLが描かれている。以下の説明では、中心軸CLに沿う方向を「軸方向」、中心軸CLと直交する方向を「径方向」という。また、便宜上、図2における左方向を「第1の方向」または「左方向」といい、図2における右方向を「第2の方向」または「右方向」という。また、図2では、説明に関係のない一部の構成が簡略化または省略されている。 In FIG. 2, the central axis CL is drawn. In the following description, the direction along the central axis CL is referred to as "axial direction", and the direction orthogonal to the central axis CL is referred to as "diameter direction". Further, for convenience, the left direction in FIG. 2 is referred to as a "first direction" or "left direction", and the right direction in FIG. 2 is referred to as a "second direction" or "right direction". Further, in FIG. 2, some configurations not related to the description are simplified or omitted.
バルブユニット1は、ケース10に、高圧バルブ20と、低圧バルブ30と、パイロットバルブ40とが一体化されたものである。さらに、ケース10には検出器70が電力線71および72を介して接続されている。
The
(ケース10)
ケース10は、大部分が鉄等の導電性を有する磁性材料からなる。ケース10は概略円柱形状をなし、ケース10の中心部には、右端から左方向に延びる穴10aが設けられている。換言すると、ケース10は、円板部10bと、円板部10bから右方向に延びる円筒部10cとを備える概略有底円筒形状をなす。
(Case 10)
The
穴10aの奥端側(左端側)には第1空間11が形成されている。第1空間11は、右方を向く面11aと、面11aよりも右側に位置し、右方を向く円環状の面11bと、面11bよりも右側に位置し、右方を向く円環状の面11cと、面11cよりも右側に位置し、左方を向く円環状の面11dと、面11aと面11bとを繋ぐ内周面11eと、面11bと面11cとを繋ぐ内周面11fと、面11cと面11dとを繋ぐ内周面11gとにより画定される。
A
図2に示すように、円板部10bは、環状の絶縁部10eにより内側部10fと外側部10gとに区画され、電気的に絶縁されている。絶縁部10eの左端はケース10の左端面に露出している。絶縁部10eの右端は面11cに露出している。以下の説明では、円板部10bにおける絶縁部10eよりも外周側の部分と円筒部10cとを併せて「外側部10g」という場合がある。
As shown in FIG. 2, the
ケース10内を径方向に延びる上述の高圧側油路4の内側端は、内周面11gに開口している。ケース10内を軸方向に延びる連通油路10dの左端は、面11dに開口している。第1空間11には、高圧バルブ20の弁体21が配設される。
The inner end of the above-mentioned high-pressure
穴10aの軸方向中間部から径方向外向きに延在するようにして、第2空間12が形成されている。換言すると、第2空間12は、円筒部10cの軸方向中間部に形成されている。第2空間12における最外周部には、円環状のコイル50が配設される。コイル50は、非磁性材料からなる円環状のボビンの外周に、巻線が巻回されたものである。コイル50の内周側は、非磁性材料からなる円筒部材53により封止される。
The
ケース10には、第1空間11と第2空間12とを区画する区画部15が、円筒部10cから径方向内側に突出するようにして設けられている。上述の連通油路10dは、区画部15を軸方向に貫通している。区画部15の左端面は、上述の面11dである。区画部15の右端面は、右方に向かって縮径するテーパ面15aである。区画部15の内周面15bは、穴10aを画定する。
The
穴10aの開口端側(右端側)には、開口端に向かって拡径する拡径空間13が形成されている。また、第2空間12と拡径空間13との間に、径方向外向きに延在するようにして、第3空間14が形成されている。
A diameter-expanding
第3空間14は、右方を向く面14aと、面14aよりも右側に位置し、左方を向く面14bと、面14bよりも右側に位置し、左方を向く面14cと、面14aと面14cとを繋ぐ内周面14dと、面14bと面14cとを繋ぐ外周面14eとにより画定される。第3空間14には、低圧バルブ30の弁体31が配設される。
The
ケース10には、第2空間12と第3空間14とを区画する区画部16が、円筒部10cから径方向内側に突出するようにして設けられている。区画部16の右端面は、上述の面14aである。区画部16には、径方向に延びる油路と軸方向に延びる油路とを含む上述の低圧側油路5が形成されており、低圧側油路5の右端は、面14aに開口している。区画部16の内周面16aは、後述するアーマチャ60のフランジ部62を案内する。
The
ケース10には、第3空間14と拡径空間13とを区画する区画部17が、円筒部10cから径方向内側に突出するようにして設けられている。区画部17の左端面は、上述の面14bである。区画部17は、右方を向き、かつ、右方に向かって拡径するテーパ面17aを有する。
The
以下の説明では、第2空間12、第3空間14および拡径空間13をまとめて「シリンダ側空間18」という場合がある。換言すると、ケース10における区画部15よりも右側に形成される空間を、シリンダ側空間18という。
In the following description, the
(高圧バルブ20)
高圧バルブ20は、弁体21と、弁座として機能する上述の区画部15と、弁体21を閉弁方向に付勢するバネ25と、を含む。
(High pressure valve 20)
The high-
弁体21は、鉄等の導電性を有する磁性材料からなる。なお、弁体21は、導電性を有する非磁性材料でもよい。弁体21は、円板部22と円筒部24と、を有する。弁体21は、軸方向に移動可能である。
The
円板部22は、径方向に延在している。円板部22は、右方を向く面22aを有する。面22aは、区画部15と当接可能である。図2に示す状態では、面22aは区画部15と当接している。また、面22aには、パイロットバルブ40の弁体41を保持する保持部材45(後述する)が当接可能である。図2に示す状態では、面22aと保持部材45との間には、軸方向の隙間が存在する。
The
円板部22の外周面は、左方に向かって縮径するテーパ面を含んで構成される。円板部22の中心には、円板部22を軸方向に貫通する穴22dが設けられている。穴22dは、内周円筒面と、内周円筒面の左端から左方に向かって拡径する凹曲面22fによって画定される。
The outer peripheral surface of the
円筒部24は、円板部22から左方に延在している。円筒部24の内周側には、バネ25および受け部材26が収容される。円筒部24の内周面は、バネ25の外周面を案内する。すなわち、円筒部24とバネ25とは摺接する。
The
上述のとおり、高圧バルブ20の弁座は、区画部15によって構成される。弁体21が着座するバルブシート面は、面11dによって構成される。弁体21の面22aと、面11dとが接触することで、高圧バルブ20が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体21がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体21がバルブシート部に線接触する態様でもよい。
As described above, the valve seat of the
バネ25は、圧縮バネである。バネ25は、例えばコイルばねである。バネ25は、鉄等の導電性を有する材料からなる。図2に示す状態で、バネ25は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ25の左端は、ケース10の面11aに当接しており、バネ25の右端は、受け部材26に当接している。バネ25は、弁体21を右方に向かって付勢している。バネ25の外周面は、内周面11eと、円筒部24の内周面とに案内される。また、上述のとおり、バネ25は円筒部24と摺接している。
The
高圧バルブ20は、弁体21が弁座としての区画部15から離間し、高圧側油路4と連通油路10d(すなわちシリンダ側空間18)との間の作動油の流通を許容する開位置(開弁状態)と、弁体21が弁座としての区画部15に着座し、高圧側油路4と連通油路10dとの間の作動油の流通を阻止する閉位置(閉弁状態)とを取り得る。
The high-
(低圧バルブ30)
低圧バルブ30は、弁体31と、弁座として機能する区画部16と、弁体31を開弁方向に付勢するバネ35と、を含む。
(Low pressure valve 30)
The low-
弁体31は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体31は、非磁性材料でもよい。弁体31は、概略円環状をなし、内側円環部32と、外側円環部33と、連結部34と、を有する。弁体31は、軸方向に移動可能である。
The
内側円環部32の右端面は、後述するバネ65と当接可能である。図2に示す状態では、バネ65は内側円環部32に当接している。また、内側円環部32の左端面は、後述するアーマチャ60の本体部61と当接可能である。内側円環部32の中心に設けられた穴32aには、アーマチャ60の軸部64が挿通される。外側円環部33の左方を向く面33aには、バネ35が当接している。
The right end surface of the
連結部34は、内側円環部32の外周縁と外側円環部33の内周縁とを連結している。連結部34は、周方向に等間隔で複数設けられている。連結部34は、それぞれ、ケース10の区画部17の面14bと当接可能である。図2に示す状態では、連結部34は、面14bに当接している。連結部34同士の隙間には、アーマチャ60の間座62cが挿通可能である。
The connecting
上述のとおり、低圧バルブ30の弁座は、区画部16によって構成される。弁体31が着座するバルブシート面は、面14aによって構成される。弁体31の面33aと、面14aとが接触することで、低圧バルブ30が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体31がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体31がバルブシート部に線接触する態様でもよい。
As described above, the valve seat of the
バネ35は、圧縮バネである。バネ35は、例えばコイルばねである。図2に示す状態で、バネ35は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ35の左端および右端は、ケース10の面14aおよび外側円環部33の面33aに当接しており、バネ35は、弁体31を右方に向かって付勢している。
The
低圧バルブ30は、弁体31が弁座としての区画部16から離間し、低圧側油路5とシリンダ側空間18との間の作動油の流通を許容する開位置(開弁状態)と、弁体31が弁座としての区画部16に着座し、低圧側油路5とシリンダ側空間18との間の作動油の流通を阻止する閉位置(閉弁状態)とを取り得る。
The low-
(パイロットバルブ40)
パイロットバルブ40は、弁体41と、保持部材45と、弁座と、弁体41を閉弁方向に付勢するバネと、を含む。このうち、弁座は、高圧バルブ20の弁体21によって構成される。また、弁体41を閉弁方向に付勢するバネは、高圧バルブ20の弁体21を閉弁方向に付勢するバネ25によって構成される。
(Pilot valve 40)
The
弁体41は、鉄等の導電性を有する磁性材料からなる。なお、弁体41は、導電性を有しない絶縁材料でもよいし、非磁性材料でもよい。弁体41は、本体部42と、小径部43と、球体部44と、を有する。弁体41は、保持部材45と一体となって軸方向に移動可能である。
The
本体部42は、左方に向かって延在する円柱部分と、円柱部分の左端から左方に向かって徐々に縮径するテーパ部分とを含んで構成される。本体部42は、保持部材45の円筒部47の内周側に収容される。
The
小径部43は、軸方向に延在する円柱形状をなす。小径部43は、本体部42の左端から左方に延在している。小径部43は、弁体21の穴22dに挿通される。
The
球体部44は、小径部43の左端に設けられている。球体部44は、弁体21の凹曲面22fと当接可能である。図2に示す状態では、球体部44は凹曲面22fに当接している。
The
保持部材45は、導電性を有しない絶縁材料からなる。保持部材45は、本体部46と、円筒部47と、軸部48と、を有する。保持部材45は、本体41を保持する。
The holding
本体部46は、円板形状をなす。本体部46の左方を向く面には、本体41が当接している。本体部46の右方を向く面には、バネ66(後述する)の左端が当接している。
The
円筒部47は、本体部46から左方に延出している。円筒部47の左方を向く面は、弁体21と当接可能である。円筒部47の内周側には、弁体41の本体部42が収容される。円筒部47の外周面は、区画部15の内周面15bに案内される。
The
軸部48は、本体部46から右方に延出している。軸部48の右端は、アーマチャ60の本体部61の左端と隙間を介して対向している。軸部48の外周面は、バネ66の内周面を案内している。
The
上述のとおり、パイロットバルブ40の弁座は、高圧バルブ20の弁体21によって構成される。弁体41の球体部44が着座するバルブシート部は、凹曲面22fによって構成される。球体部44の外周面と、弁体21の凹曲面22fとが接触することで、パイロットバルブ40が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体41がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体41がバルブシート部に線接触する態様でもよい。
As described above, the valve seat of the
上述のとおり、弁体41を閉弁方向に付勢する機能は、高圧バルブ20の弁体21を閉弁方向に付勢するバネ25により実現される。図2に示す状態で、バネ25は、弁体41を右方に向かって付勢している。
As described above, the function of urging the
パイロットバルブ40は、弁体41が弁座としての弁体21から離間し、高圧側油路4とシリンダ側空間18との間の作動油の流通を許容する開位置(開弁状態)と、弁体41が弁座としての弁体21に着座し、高圧側油路4とシリンダ側空間18との間の作動油の流通を阻止する閉位置(閉弁状態)とを取り得る。
The
(アーマチャ60)
アーマチャ60は、鉄等の磁性材料からなる。アーマチャ60は、本体部61と、フランジ部62と、円筒部63と、軸部64と、を有する。アーマチャ60は、軸方向に移動可能である。
(Armature 60)
The
本体部61は、円柱形状をなす。本体部61の左方を向く面には、バネ66が当接している。本体部61の右方を向く面には、弁体31が当接可能である。
The
フランジ部62は、本体部61から径方向外側に延在している。フランジ部62の左方を向く面は、左方に向かって拡径するテーパ面62aである。テーパ面62aは、ケース10の区画部15のテーパ面15aと当接可能である。フランジ部62の外周面は、ケース10の区画部16の内周面16aに案内される。フランジ部62には、フランジ部62を軸方向に貫通する連通油路62bが設けられている。
The
フランジ部62には、非磁性材料からなる間座62cが固定されている。間座62cは、フランジ部62から右方に突出している。間座62cは、ケース10の面14bと当接可能である。図2に示す状態で、間座62cは面14bに当接している。
A
円筒部63は、本体部61から左方に延在している。円筒部63の内周側には、バネ66が収容される。円筒部63の内周面は、バネ66の外周面を案内している。
The
軸部64は、本体部61から右方に延在している。軸部64は、小径軸部64aと、小径軸部64aの軸方向中間部に設けられた大径軸部64bとを有する。小径軸部64aは、弁体31の内側円環部32の穴32aに挿通されている。
The
上述のとおり、大径軸部64bと、弁体31の内側円環部32との間には、バネ65が配設されている。バネ65は、圧縮バネである。図2に示す状態で、バネ65は自然長の状態であり、バネ65の左端および右端は、大径軸部64bおよび内側円環部32とそれぞれ当接している。
As described above, the
上述のとおり、パイロット弁40の保持部材45と、アーマチャ60との間には、バネ66が配設されている。バネ66は、圧縮バネである。バネ66の左端は、保持部材45の本体部46に当接している。バネ66の右端は、アーマチャ60の本体部61の左端に当接している。
As described above, a
(検出器70)
検出器70は、電力線71および電力線72を介してケース10と電気的に接続されている。具体的には、電力線71の第1の端部は、ケース10の内側部10fに接続されており、電力線71の第2の端部は、検出器70に接続されている。また、電力線72の第1の端部は、ケース10の外側部10gに接続されており、電力線72の第2の端部は、検出器70に接続されている。
(Detector 70)
The
本実施形態では、弁体21と弁座としての区画部15とにより電気接点を構成するようにしている。高圧バルブ20が閉弁状態の場合、弁体21と区画部15とが接触するため、電気接点が「閉」となり、図2に示すように、検出器70から電力線71、内側部10f、バネ25、弁体21、外側部10gおよび電力線72を通って検出器70に戻る電気回路が形成される。一方、高圧バルブ20が開弁状態の場合、弁体21と区画部15とが離間するため、電気接点は「開」となり、上述の電気回路は形成されない。
In the present embodiment, the
そのため、検出器70で通電状態を検出することで、電気接点の開閉、すなわち、高圧バルブ20の開閉状態を検出することができる。本実施形態によれば、電気接点の開閉を検出するという簡便な手法を用いて、高圧バルブ20の開閉状態を高精度に検出することが可能となる。なお、本実施形態では、電力線72を、ケース10の左端面に接続しているが、これには限定されず、ケース10の外側部10gであればどの部位に接続しても構わない。
Therefore, by detecting the energized state with the
(バルブユニット1の動作)
コイル50に対して通電が行われていない状態では、図2に示すように、高圧バルブ20がバネ25によって閉位置(閉弁状態)とされ、低圧バルブ30がバネ35によって開位置(開弁状態)とされる。
(Operation of valve unit 1)
When the
この状態から、コイル50に対して通電が行われると、ケース10におけるコイル50の右側領域、外側領域、および左側領域と、アーマチャ60と、を通過する磁束が発生する(図3における破線の矢印)。
When the
これにより、アーマチャ60を左方向に付勢する力が発生し、図3に示すように、高圧バルブ20が開弁し、低圧バルブ30が閉弁する。
As a result, a force for urging the
(開閉状態異常の有無の判断)
ところで、何らかの理由で、コイル50に対する通電状態と、高圧バルブ20および低圧バルブ30の開閉状態とが対応しない、開閉状態異常が発生することがある。本実施形態では、制御装置9が、コイル50への通電状態、高圧バルブ20の開閉状態、および、油圧ポンプモータ2の運転状態に基づいて、開閉状態異常の有無を判断する。
(Judgment of presence / absence of abnormal opening / closing state)
By the way, for some reason, an abnormal opening / closing state may occur in which the energized state of the
図4を参照して、開閉状態異常の有無の判断に関連する制御装置9の構成について詳細に説明する。図4は、制御装置9における開閉状態異常の有無の判断に関連する構成を示すブロック図である。図4では、開閉状態異常の有無の判断に関連しない構成は省略されている。
With reference to FIG. 4, the configuration of the
制御装置9は、入力部91と、判断部92と、出力部93と、記憶部94と、を機能的要素として備える。
The
入力部91は、コイル50への通電状態に関する情報の入力、高圧バルブ20の開閉状態に関する情報の入力、および、油圧ポンプモータ2の運転状態に関する情報の入力を受け付ける。
The
コイル50への通電状態に関する情報としては、例えば、制御装置9からの通電指示、コイル50を流れる電流値、または、磁束の発生の有無等が挙げられる。高圧バルブ20の開閉状態に関する情報としては、例えば、上述の検出器70の検出結果等が挙げられる。油圧ポンプモータ2の運転状態に関する情報としては、例えば、油圧ポンプモータ2の動作モード(アイドル、ポンピング、モータリング)、クランク軸8の回転位相、ピストン6の位置、ピストン6の移動方向等が挙げられる。
Information on the energization state of the
判断部92は、入力部91に入力されたコイル50への通電状態、高圧バルブ20の開閉状態、および、油圧ポンプモータ2の運転状態と、記憶部94に記憶されている上記各パラメータと故障モードとの関係と、に基づいて、開閉状態異常の有無を判断する。具体的には、判断部92は、上記関係に基づいて、故障モードを特定する。
The
出力部93は、判断部92での判断結果を外部に出力する。例えば、出力部93は、判断部92で開閉状態異常が有ると判断された場合に、開閉状態異常が有ることを示す信号、または、特定された故障モードを示す信号を、不図示の報知装置等に対して出力する。また、例えば、出力部93は、故障モードを含む判断部92の判断結果を、油圧ポンプモータ2の動作を制御する制御装置等に対して出力する。
The
記憶部94は、判断部92において行われる判断処理に用いられる、コイル50への通電状態、高圧バルブ20の開閉状態、および、油圧ポンプモータ2の運転状態と、これら各パラメータと故障モードとの関係を記憶している。
The
図5を参照して、制御装置9において行われる開閉状態異常の有無の判断について説明する。図5は、制御装置9の動作の一例を示すフローチャートである。図5に示すフローチャートは、所定の周期で繰り返し実行される。
With reference to FIG. 5, the determination of the presence or absence of the open / closed state abnormality performed in the
ステップS1で、制御装置9(具体的には、入力部91)は、コイル50への通電状態に関する情報の入力、高圧バルブ20の開閉状態に関する情報の入力、および、油圧ポンプモータ2の運転状態に関する情報の入力をそれぞれ受け付ける。
In step S1, the control device 9 (specifically, the input unit 91) inputs information regarding the energization state to the
ステップS1に続くステップS2で、制御装置9(具体的には、判断部92)は、記憶部94から、コイル50への通電状態に関する情報、高圧バルブ20の開閉状態に関する情報、および、油圧ポンプモータ2の運転状態に関する情報と、故障モードとの関係を読み出す。
In step S2 following step S1, the control device 9 (specifically, the determination unit 92) receives information on the energization state of the
ステップS2に続くステップS3で、制御装置9(具体的には、判断部92)は、開閉状態異常の有無を判断する。具体的には、判断部92は、ステップS1で入力されたコイル50への通電状態に関する情報、高圧バルブ20の開閉状態に関する情報、および、油圧ポンプモータ2の運転状態に関する情報と、ステップS2で読み出した関係とから、故障モードを特定する。
In step S3 following step S2, the control device 9 (specifically, the determination unit 92) determines whether or not there is an abnormal opening / closing state. Specifically, the
ステップS3に続くステップS4で、制御装置9(具体的には、判断部92)は、上述のステップS3において開閉状態異常が有ると判断されたか否かを判定する。 In step S4 following step S3, the control device 9 (specifically, the determination unit 92) determines whether or not it is determined that there is an open / closed state abnormality in step S3 described above.
ステップS4で、開閉状態異常が有ると判断されなかった場合(ステップS4:NO)、処理はステップS5に進む。そして、ステップS5で、制御装置9(具体的には、出力部93)は、開閉状態が正常であることを示す信号を出力する。 If it is not determined in step S4 that there is an open / closed state abnormality (step S4: NO), the process proceeds to step S5. Then, in step S5, the control device 9 (specifically, the output unit 93) outputs a signal indicating that the open / closed state is normal.
一方、ステップS4で、開閉状態異常が有ると判断された場合(ステップS4:YES)、処理はステップS6に進む。そして、ステップS6で、制御装置9(具体的には、出力部93)は、開閉状態が異常であることを示す信号、または、故障モードを示す信号を出力する。 On the other hand, if it is determined in step S4 that there is an open / closed state abnormality (step S4: YES), the process proceeds to step S6. Then, in step S6, the control device 9 (specifically, the output unit 93) outputs a signal indicating that the open / closed state is abnormal or a signal indicating the failure mode.
図6に、記憶部94に記憶されている、コイル50への通電状態、高圧バルブ20の開閉状態、および、油圧ポンプモータ2の運転状態と、これら各パラメータと故障モードとの関係の一例を示す。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the energized state of the
例えば、油圧ポンプモータ2の動作モードが「アイドル」の場合、コイル50への通電は行われず、高圧バルブ20が閉じられるとともに、低圧バルブ30が開かれる。これにより、ピストン6が上死点から下死点に向かって移動する際に低圧側油路5からシリンダ3に作動油が導入され、ピストン6が下死点から上死点に向かって移動する際にシリンダ3から低圧側油路5に作動油が導出される。
For example, when the operation mode of the
そのため、「アイドル」モードにおいて、高圧バルブ20の弁体21が弁座としての区画部15に着座しておらず、検出器70によって高圧バルブ20の「閉弁状態」が検出されなかった場合、開閉状態異常が発生しているということになる。なお、どのような開閉状態異常なのかは、さらに、ピストン6の移動方向に依存する。
Therefore, in the "idle" mode, when the
例えば、ピストン6が下死点から上死点に向かって移動しているのであれば、バネ35に付勢されて開弁しているべき低圧バルブ30が閉じていることで、シリンダ3内の作動油が高圧となり、高圧バルブ20を開弁させて高圧側油路4に流出しているということになる。すなわち、この場合、低圧バルブ30が意図せず閉じられている。
For example, if the
一方、ピストン6が上死点から下死点に向かって移動しているのであれば、バネ25に付勢されて閉弁しているべき高圧バルブ20が何らかの理由で開いているということになる。すなわち、この場合、高圧バルブ20に閉じ不良が発生している。
On the other hand, if the
「ポンピング」モードの場合、ピストン6が上死点から下死点に向かって移動する間、コイル50への通電は行われず、高圧バルブ20が閉じられるとともに、低圧バルブ30が開かれる。これにより、低圧側油路5からシリンダ3に作動油が吸入される。
In the "pumping" mode, while the
そのため、例えば、ピストン6が上死点から下死点に向かって移動している状況で、(コイル50への通電が行われていないにも拘わらず、)検出器70によって高圧バルブ20の「閉弁状態」が検出されなかった場合、高圧バルブ20に閉じ不良が発生している。
Therefore, for example, in a situation where the
また、ピストン6が下死点から上死点に向かって移動している間の所定のタイミングにおいてコイル50に通電が行われると、低圧バルブ30が閉じられる。これにより、高圧となったシリンダ3内の作動油が高圧バルブ20を開弁させて高圧側油路4に吐出される。
Further, when the
そのため、例えば、ピストン6が下死点から上死点に向かって移動している状況で、コイル50に通電が行われているのにも拘わらず、検出器70によって高圧バルブ20の「閉弁状態」が検出されている場合、低圧バルブ30に閉じ不良が発生している。
Therefore, for example, in a situation where the
「モータリング」モードの場合、ピストン6が下死点から上死点に向かって移動している間、コイル50への通電は行われず、高圧バルブ20が閉じられるとともに、低圧バルブ30が開かれる。これにより、シリンダ3から低圧側油路5に作動油が導出される。
In the "motoring" mode, while the
そのため、例えば、ピストン6が下死点から上死点に向かって移動している状況で、(コイル50への通電が行われていないにも拘わらず、)検出器70によって高圧バルブ20の「閉弁状態」が検出されなかった場合、低圧バルブ30が意図せず閉じられている。または、前行程においてピストン6が下死点に至る直前で高圧バルブ20が閉じられる(すなわち、コイル50への通電がカットされる)のが何らかの理由で遅れたため、低圧バルブ30が開かれず、閉じられたままとなっている。
Therefore, for example, in a situation where the
また、ピストン6が上死点に至る直前で、コイル50への通電が行われ、低圧バルブ30が閉じられる。さらに、低圧バルブ30が閉じることで、シリンダ3内の作動油が高圧となり、高圧バルブ20を開弁させる。このようにして開弁させられた高圧バルブ20は、コイル50への通電が行われている間、開弁状態を維持することになる。
Immediately before the
そのため、例えば、ピストン6が上死点前後に存在している状況で、コイル50への通電が行われているにも拘わらず、検出器70によって高圧バルブ20の「閉弁状態」が検出されている場合、高圧バルブ20開弁させるのに失敗したことになる。
Therefore, for example, in a situation where the
また、ピストン6が上死点から下死点に向かって移動している間は、所定のタイミングまでコイル50への通電が維持され、低圧バルブ30の閉弁状態が維持されるとともに高圧バルブ20の開弁状態が維持される。
Further, while the
そのため、例えば、ピストン6が上死点から下死点に向かって移動している状況で、コイル50への通電が行われているにも拘わらず、検出器70によって高圧バルブ20の「閉弁状態」が検出された場合、高圧バルブ20が意図せず閉じられたことになる。
Therefore, for example, in a situation where the
また、ピストン6が上死点から下死点に向かって移動している間の所定のタイミングにおいてコイル50への通電がカットされると、高圧バルブ20が閉じられ、低圧バルブ30が開かれる。
Further, when the energization to the
そのため、例えば、ピストン6が下死点前後に存在している状況で、コイル50への通電が行われていないにも拘わらず、検出器70によって高圧バルブ20の「閉弁状態」が検出されない場合、前行程においてピストン6が下死点に至る前に高圧バルブ20が閉じられなかった(すなわち、コイル50への通電がカットされなかった)ため、低圧バルブ30が開かれず、閉じられたままとなっている。
Therefore, for example, in a situation where the
以上、コイル50への通電状態、高圧バルブ20の開閉状態、および、油圧ポンプモータ2の運転状態と、故障モードとの関係の一例を示したが、これに限定されないのはもちろんである。
The above is an example of the relationship between the energized state of the
以上説明したように、本実施形態に係るバルブの開閉状態検出装置100は、油圧ポンプモータ2のシリンダ3と高圧側油路4との間の作動油の流れを調節する高圧バルブ20の開閉状態を検出するための開閉状態検出装置(100)であって、導電性を有する弁体21と、弁体21と電気的に接続され、かつ、導電性を有する内側部10fと、弁体21が着座可能な弁座としての区画部15を含み、かつ、導電性を有する外側部10gと、内側部10fと外側部10gとを絶縁する絶縁部10eと、を有し、弁体21を収容するケース10と、内側部10fと外側部10gとが弁体21を介して導通しているか否かに基づいて高圧バルブ20の開閉状態を検出する検出器70と、を備える。
As described above, the valve open / closed
そのため、バルブの開閉状態を精度良く検出することができる。 Therefore, the open / closed state of the valve can be detected with high accuracy.
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present disclosure.
本開示のバルブの開閉状態検出装置によれば、バルブの開閉状態を精度良く検出することができ、産業上の利用可能性は多大である。 According to the valve open / closed state detection device of the present disclosure, the open / closed state of the valve can be detected with high accuracy, and the industrial applicability is great.
1 バルブユニット
2 油圧ポンプモータ
3 シリンダ
4 高圧側油路
5 低圧側油路
6 ピストン
7 リンク機構
8 クランク軸
9 制御装置
10 ケース
10a 穴
10b 円板部
10c 円筒部
10d 連通油路
10e 絶縁部
10f 内側部
10g 外側部
11 第1空間
11a、11b、11c、11d 面
11e、11f、11g 内周面
12 第2空間
13 拡径空間
14 第3空間
14a、14b、14c 面
14d 内周面
14e 外周面
15 区画部(弁座)
15a テーパ面
15b 内周面
16 区画部(弁座)
16a 内周面
17 区画部
17a テーパ面
18 シリンダ側空間
20 高圧バルブ
21 弁体(弁座)
22 円板部
22a 面
22d 穴
22f 凹曲面
23 円筒部
24 円筒部
25 バネ
26 受け部材
30 低圧バルブ
31 弁体
32 内側円環部
32a 穴
33 外側円環部
33a 面
34 連結部
35 バネ
40 パイロットバルブ
41 弁体
42 本体部
43 小径部
44 球体部
45 保持部材
46 本体部
47 円筒部
48 軸部
50 コイル
53 円筒部材
60 アーマチャ
61 本体部
62 フランジ部
62a テーパ面
62b 連通油路
62c 間座
63 円筒部
64 軸部
64a 小径軸部
64b 大径軸部
65 バネ
66 バネ
70 検出器
71 電力線
72 電力線
91 入力部
92 判断部
93 出力部
94 記憶部
100 開閉状態検出装置
1
15a Tapered
16a Inner
22
Claims (4)
導電性を有する弁体と、
前記弁体と電気的に接続され、かつ、導電性を有する第1部分と、前記弁体が着座可能な弁座を含み、かつ、導電性を有する第2部分と、前記第1部分と前記第2部分とを絶縁する絶縁部と、を有し、前記弁体を収容するハウジングと、
前記第1部分と前記第2部分とが前記弁体を介して導通しているか否かに基づいて前記バルブの開閉状態を検出する検出器と、を備える、
開閉状態検出装置。 An open / closed state detection device for detecting the open / closed state of a valve that regulates the flow of working fluid between the working fluid chamber and the working fluid flow path of a fluid machine.
With a conductive valve body,
A first portion that is electrically connected to the valve body and has conductivity, a second portion that includes a valve seat on which the valve body can be seated and has conductivity, and the first portion and the above. A housing having an insulating portion that insulates the second portion and accommodating the valve body,
A detector for detecting an open / closed state of the valve based on whether or not the first portion and the second portion are conducting with each other via the valve body is provided.
Open / close state detection device.
請求項1に記載の開閉状態検出装置。 The first portion and the valve body urge the valve body toward the valve seat and are electrically connected to each other via a conductive urging member.
The open / closed state detecting device according to claim 1.
請求項1または2に記載の開閉状態検出装置。 The valve is the working fluid chamber and the first working fluid chamber in a valve unit for adjusting the flow of working fluid between the working fluid chamber and the first working fluid flow path and the second working fluid flow path. The first valve that opens and closes the working fluid flow path of
The open / closed state detecting device according to claim 1 or 2.
前記第1の作動流体流路は、高圧側油路であり、
前記第2の作動流体流路は、低圧側油路である、
請求項3に記載の開閉状態検出装置。 The working fluid chamber is a cylinder of a hydraulic pump motor.
The first working fluid flow path is a high-pressure side oil passage, and is
The second working fluid flow path is a low pressure side oil passage.
The open / closed state detecting device according to claim 3.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2019061298A JP2020159509A (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Valve opening/closing state detection device |
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JPS62261789A (en) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fluid shut-off device |
JPH0267179U (en) * | 1988-11-09 | 1990-05-21 |
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2019
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