(57)【要約】      （修正有）【課題】バルブの開閉状態を精度良く検出すること。【解決手段】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１０ｆ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１０ｇと、前記第１部分と前記第２部分とを絶縁する絶縁部１０ｅと、を有し、前記弁体を収容するハウジング１０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７０と、を備える、開閉状態検出装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
前記第１部分と前記弁体とは、前記弁体を前記弁座に向けて付勢し、かつ、導電性を有する付勢部材を介して電気的に接続されている、
請求項１に記載の開閉状態検出装置。
【請求項３】
前記バルブは、前記作動流体室と、第１の作動流体流路および第２の作動流体流路との間の作動流体の流れを調節するためのバルブユニットにおける、前記作動流体室と前記第１の作動流体流路とを開閉する第１バルブである、
請求項１または２に記載の開閉状態検出装置。
【請求項４】
前記作動流体室は、油圧ポンプモータのシリンダであり、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バルブの開閉状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１６−５１０１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るバルブの開閉状態検出装置が組み込まれた油圧ポンプモータを示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、バルブユニットおよび検出器について説明するための模式的な断面図であり、高圧バルブが閉じた状態を示す図である。
【図３】図３は、バルブユニットおよび検出器について説明するための模式的な断面図であり、高圧バルブが開いた状態を示す図である。
【図４】図４は、制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、コイルへの通電状態、高圧バルブの開閉状態、および、油圧ポンプモータの運転状態と、故障モードとの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
（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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
（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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
（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。
【００７４】
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）。
【００７５】
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。
【００７６】
（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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
「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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
「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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
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
【図１】
2020159509.tif 000003
【図２】
2020159509.tif 000004
【図３】
2020159509.tif 000005
【図４】
2020159509.tif 000006
【図５】
2020159509.tif 000007
【図６】
2020159509.tif 000008